[go: up one dir, main page]

JP2013031082A - V-f conversion circuit and current detection device - Google Patents

V-f conversion circuit and current detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2013031082A
JP2013031082A JP2011166872A JP2011166872A JP2013031082A JP 2013031082 A JP2013031082 A JP 2013031082A JP 2011166872 A JP2011166872 A JP 2011166872A JP 2011166872 A JP2011166872 A JP 2011166872A JP 2013031082 A JP2013031082 A JP 2013031082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switch
terminal
output
operational amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011166872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Yamanaka
豊 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2011166872A priority Critical patent/JP2013031082A/en
Publication of JP2013031082A publication Critical patent/JP2013031082A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid the situation where an integrating capacitor constituting an integration circuit is saturated to disable the integration circuit from functioning normally.SOLUTION: A third switch SW3 is connected between one terminal of an integrating capacitor C1 of an integration circuit 7 and a power line 6 fed with a ground potential. A first comparator CP1 compares a voltage Vo with a maximum specified voltage Vth2. A second comparator CP2 is configured to switch between a normal state to compare the voltage Vo with a minimum specified voltage Vth1 and a saturation detection state to compare the voltage Vo with a saturation detection voltage Vth3. Control logic 13 switches the second comparator CP2 to the normal state while the integration circuit 7 is in a discharged state and to the saturation detection state while it is in a charged state. The control logic 13 turns on the third switch SW3 to electrically discharge the integrating capacitor C1 if a comparison signal Sc2 indicates that the voltage Vo has reached the voltage Vth3.

Description

本発明は、入力電圧に応じた周波数を持つ出力信号を出力するV−F変換回路、および、そのV−F変換回路を備えた電流検出装置に関する。   The present invention relates to a VF conversion circuit that outputs an output signal having a frequency corresponding to an input voltage, and a current detection device including the VF conversion circuit.

入力される電圧(入力電圧)を周波数に変換する電圧−周波数変換(V−F変換)を行うV−F変換回路として、積分回路と、その積分回路の動作を制御する制御回路とを備えた構成がある。積分回路は、オペアンプと、オペアンプの反転入力端子および出力端子の間に接続される積分用コンデンサと、積分用コンデンサを通じて流れる電流(充放電電流)を制限する積分用抵抗とを備えている。   As a VF conversion circuit that performs voltage-frequency conversion (VF conversion) for converting an input voltage (input voltage) into a frequency, an integration circuit and a control circuit that controls the operation of the integration circuit are provided. There is a configuration. The integrating circuit includes an operational amplifier, an integrating capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier, and an integrating resistor that limits a current (charge / discharge current) flowing through the integrating capacitor.

上記構成の積分回路は、オペアンプの非反転入力端子に入力電圧の中間電位が与えられるとともに、積分用抵抗を通じて反転入力端子に入力電圧の高電位側電位が与えられると出力電圧が低下する動作状態(放電状態)となる。また、積分回路は、オペアンプの非反転入力端子に中間電位が与えられるとともに、積分用抵抗を通じて反転入力端子に入力電圧の低電位側電位が与えられると出力電圧が上昇する動作状態(充電状態)となる。制御回路は、オペアンプの出力端子から入力電圧に応じた周波数を持つ三角波状の電圧が出力されるように積分回路の動作状態を制御する。このような積分回路においては、積分用コンデンサが飽和した状態では、充電状態から放電状態への切り替えが行えない。そのため、回路の非動作時に、積分用コンデンサの電荷を放電(リセット)するようにしている(例えば、特許文献1参照)。   The integration circuit having the above configuration is an operation state in which the intermediate voltage of the input voltage is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, and the output voltage is lowered when the high potential side of the input voltage is applied to the inverting input terminal through the integrating resistor. (Discharge state). In addition, the integration circuit is an operating state (charged state) in which the output voltage rises when an intermediate potential is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the low potential side of the input voltage is applied to the inverting input terminal through the integrating resistor. It becomes. The control circuit controls the operation state of the integration circuit so that a triangular wave voltage having a frequency corresponding to the input voltage is output from the output terminal of the operational amplifier. In such an integration circuit, when the integration capacitor is saturated, switching from the charged state to the discharged state cannot be performed. For this reason, the charge of the integrating capacitor is discharged (reset) when the circuit is not operating (see, for example, Patent Document 1).

特開2006−184035号公報JP 2006-184035 A

しかし、上記した従来技術においては、回路の動作中に積分用コンデンサが飽和するケースが想定されていない。そのため、上記構成のV−F変換回路において、回路の非動作時に積分用コンデンサの電荷を放電しておいた場合でも、回路の動作中に再び積分用コンデンサが飽和すれば、積分回路が正常に動作せず、その結果、V−F変換回路としての動作(V−F変換動作)が正常に実施されなくなるおそれがある。   However, in the above-described prior art, a case where the integrating capacitor is saturated during the operation of the circuit is not assumed. For this reason, in the VF conversion circuit having the above configuration, even when the charge of the integration capacitor is discharged when the circuit is not operating, if the integration capacitor is saturated again during the operation of the circuit, the integration circuit is normally operated. As a result, the operation as the VF conversion circuit (VF conversion operation) may not be performed normally.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、積分回路を構成する積分用コンデンサが飽和状態になることにより積分回路が正常に動作しなくなる事態を回避することができるV−F変換回路、および、そのV−F変換回路を備えた電流検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to avoid a situation in which the integration circuit does not normally operate when the integration capacitor constituting the integration circuit is saturated. An object of the present invention is to provide an F conversion circuit and a current detection device including the VF conversion circuit.

請求項1に記載の手段によれば、積分回路と、その積分回路の動作を制御する制御回路とを備え、入力電圧に応じた周波数を持つ出力信号を出力する(電圧−周波数変換動作を行う)V−F変換回路である。積分回路は、オペアンプ、積分用抵抗、積分用コンデンサ、電荷放電手段、2つの入力用抵抗、第1スイッチおよび第2スイッチを備えている。2つの入力用抵抗は、入力電圧が印加される2つの入力端子間に互いに直列に接続されている。2つの入力用抵抗の相互接続点は、オペアンプの非反転入力端子に接続されている。すなわち、オペアンプの非反転入力端子には、入力電圧が2つの入力用抵抗により分圧された中間電位が与えられる。従って、オペアンプの非反転入力端子の電圧は、入力電圧の高電位側電位より低くなり、且つ、入力電圧の低電位側電位より高くなる。   According to the first aspect of the present invention, an integration circuit and a control circuit for controlling the operation of the integration circuit are provided, and an output signal having a frequency corresponding to the input voltage is output (voltage-frequency conversion operation is performed). ) VF conversion circuit. The integrating circuit includes an operational amplifier, an integrating resistor, an integrating capacitor, charge discharging means, two input resistors, a first switch, and a second switch. The two input resistors are connected in series between two input terminals to which an input voltage is applied. The interconnection point of the two input resistors is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier. That is, the non-inverting input terminal of the operational amplifier is given an intermediate potential obtained by dividing the input voltage by the two input resistors. Accordingly, the voltage at the non-inverting input terminal of the operational amplifier is lower than the high potential side potential of the input voltage and higher than the low potential side potential of the input voltage.

オペアンプの反転入力端子には、積分用抵抗の一方の端子が接続されている。オペアンプの反転入力端子および出力端子の間には積分用コンデンサが接続されている。第1スイッチは、2つの入力端子のうち高電位側の(入力電圧の高電位側電位が与えられる)入力端子および積分用抵抗の他方の端子の間に接続されている。第2スイッチは、2つの入力端子のうち低電位側の(入力電圧の低電位側電位が与えられる)入力端子および積分用抵抗の他方の端子の間に接続されている。   One terminal of an integrating resistor is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. An integrating capacitor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier. The first switch is connected between the input terminal on the high potential side (given the high potential side potential of the input voltage) of the two input terminals and the other terminal of the integrating resistor. The second switch is connected between the input terminal on the low potential side (given the low potential side potential of the input voltage) of the two input terminals and the other terminal of the integrating resistor.

積分回路は、基本的には、第1スイッチがオフされるとともに第2スイッチがオンされる充電状態および第1スイッチがオンされるとともに第2スイッチがオフされる放電状態が交互に繰り返される。積分回路が充電状態に設定されると、積分用抵抗の他方の端子の電圧は、入力電圧の低電位側電位に等しくなる。積分用抵抗の一方の端子の電圧は、オペアンプが正常に動作している場合にはイマジナリショートにより、上記中間電位に等しくなる。従って、積分回路が充電状態に設定されると、積分用コンデンサ側から積分用抵抗側に向けて電流(充電電流)が流れる。それにより、積分用コンデンサのオペアンプの出力端子側に接続された端子の電圧、つまりオペアンプの出力電圧が一定の変化率でもって上昇する。なお、上記充電電流の大きさは、積分用抵抗の端子間電圧(中間電位および入力電圧の低電位側電位の差電圧)に応じて定まる。従って、入力電圧が大きいほど充電電流が大きくなり、上記出力電圧の変化率も大きくなる。また、入力電圧が小さいほど充電電流が小さくなり、上記出力電圧の変化率も小さくなる。   In the integrating circuit, basically, a charging state in which the first switch is turned off and the second switch is turned on and a discharging state in which the first switch is turned on and the second switch is turned off are alternately repeated. When the integrating circuit is set to the charged state, the voltage at the other terminal of the integrating resistor becomes equal to the low potential side potential of the input voltage. When the operational amplifier is operating normally, the voltage at one terminal of the integrating resistor becomes equal to the intermediate potential due to an imaginary short. Therefore, when the integrating circuit is set to the charged state, a current (charging current) flows from the integrating capacitor side to the integrating resistor side. As a result, the voltage of the terminal connected to the output terminal side of the operational amplifier of the integrating capacitor, that is, the output voltage of the operational amplifier rises with a constant rate of change. The magnitude of the charging current is determined according to the voltage between the terminals of the integrating resistor (the difference voltage between the intermediate potential and the low potential of the input voltage). Therefore, the larger the input voltage, the larger the charging current and the greater the change rate of the output voltage. In addition, the smaller the input voltage, the smaller the charging current, and the smaller the rate of change of the output voltage.

また、積分回路が放電状態に設定されると、積分用抵抗の他方の端子の電圧は、入力電圧の高電位側電位に等しくなる。従って、積分回路が放電状態に設定されると、積分用抵抗側から積分用コンデンサ側に向けて電流(放電電流)が流れる。それにより、オペアンプの出力電圧が一定の変化率でもって低下する。なお、上記放電電流の大きさは、積分用抵抗の端子間電圧(入力電圧の高電位側電位および中間電位の差電圧)に応じて定まる。従って、入力電圧が大きいほど放電電流が大きくなり、上記出力電圧の変化率も大きくなる。また、入力電圧が小さいほど放電電流が小さくなり、上記出力電圧の変化率も小さくなる。このような充電状態および放電状態が交互に繰り返されることにより、オペアンプの出力端子から、入力電圧の大きさに応じた周波数を持つ三角波状の電圧が出力される。   When the integration circuit is set to the discharge state, the voltage at the other terminal of the integration resistor becomes equal to the high potential side potential of the input voltage. Therefore, when the integration circuit is set to the discharge state, a current (discharge current) flows from the integration resistor side to the integration capacitor side. As a result, the output voltage of the operational amplifier decreases with a constant rate of change. The magnitude of the discharge current is determined according to the voltage between the terminals of the integrating resistor (the difference voltage between the high potential side potential and the intermediate potential of the input voltage). Therefore, as the input voltage increases, the discharge current increases and the rate of change of the output voltage also increases. Further, the smaller the input voltage, the smaller the discharge current, and the smaller the change rate of the output voltage. By alternately repeating such a charging state and a discharging state, a triangular wave voltage having a frequency corresponding to the magnitude of the input voltage is output from the output terminal of the operational amplifier.

制御回路は、比較手段、スイッチ切替手段、信号出力手段および飽和解除手段を備えている。比較手段は、オペアンプの出力電圧と、最小値規定電圧、最大値規定電圧または飽和検出電圧とを比較する。最小値規定電圧は、三角波の最小値(下側のピーク値)を規定する電圧である。最大値規定電圧は、三角波の最大値(上側のピーク値)を規定する電圧である。飽和検出電圧は、最大値規定電圧より高い電圧である。   The control circuit includes comparison means, switch switching means, signal output means, and saturation release means. The comparison means compares the output voltage of the operational amplifier with the minimum value specified voltage, the maximum value specified voltage, or the saturation detection voltage. The minimum value regulation voltage is a voltage that regulates the minimum value (lower peak value) of the triangular wave. The maximum value regulation voltage is a voltage that regulates the maximum value (upper peak value) of the triangular wave. The saturation detection voltage is a voltage higher than the maximum specified voltage.

スイッチ切替手段は、上記比較手段による比較結果に応じて次のように第1スイッチおよび第2スイッチを制御する。すなわち、スイッチ制御手段は、オペアンプの出力電圧が最小値規定電圧に達すると第1スイッチをオフするとともに第2スイッチをオンする。これにより、積分回路は充電状態に設定される。また、スイッチ制御手段は、オペアンプの出力電圧が最大値規定電圧に達すると第1スイッチをオンするとともに第2スイッチをオフする。これにより、積分回路は放電状態に設定される。このような制御により、オペアンプの出力電圧は、上側のピーク値が最大値規定電圧であり且つ下側のピーク値が最小値規定電圧である三角波状の電圧となる。信号出力手段は、オペアンプから出力される三角波状の電圧に応じた信号を出力信号として出力する。つまり、信号出力手段は、入力電圧の大きさに応じた周波数を持つ出力信号を出力する。   The switch switching means controls the first switch and the second switch as follows according to the comparison result by the comparison means. That is, the switch control means turns off the first switch and turns on the second switch when the output voltage of the operational amplifier reaches the minimum prescribed voltage. As a result, the integrating circuit is set to the charged state. The switch control means turns on the first switch and turns off the second switch when the output voltage of the operational amplifier reaches the maximum value regulation voltage. As a result, the integrating circuit is set to a discharged state. By such control, the output voltage of the operational amplifier becomes a triangular wave voltage in which the upper peak value is the maximum value defining voltage and the lower peak value is the minimum value defining voltage. The signal output means outputs a signal corresponding to the triangular wave voltage output from the operational amplifier as an output signal. That is, the signal output means outputs an output signal having a frequency corresponding to the magnitude of the input voltage.

さて、本発明者は、上記した構成により電圧−周波数変換動作が行われている期間に、積分回路を構成する積分用コンデンサが飽和状態になり、積分回路が正常に動作しなくなる異常が発生するケースがあることを確認した。具体的には、オペアンプの入力オフセット電圧が次のような条件に合致した場合、上記異常が生じる。すなわち、入力オフセット電圧がオペアンプに入力される電圧(入力電圧の高電位側電位と中間電位との差電圧、または、入力電圧の低電位側電位と中間電位との差電圧)よりも大きく、且つ、その入力オフセット電圧の極性が非反転入力端子電圧よりも反転入力端子電圧の方が高い場合、上記異常が生じる。   Now, the present inventor generates an abnormality in which the integrating capacitor constituting the integrating circuit is saturated during the period in which the voltage-frequency conversion operation is performed with the above-described configuration, and the integrating circuit does not operate normally. Confirmed that there was a case. Specifically, the above abnormality occurs when the input offset voltage of the operational amplifier meets the following conditions. That is, the input offset voltage is larger than the voltage input to the operational amplifier (the difference voltage between the high potential side potential of the input voltage and the intermediate potential, or the difference voltage between the low potential side potential of the input voltage and the intermediate potential), and When the polarity of the input offset voltage is higher at the inverting input terminal voltage than at the non-inverting input terminal voltage, the above abnormality occurs.

上記条件に合致する入力オフセット電圧が生じている場合には、積分回路を放電状態に切り替えるべく、第1スイッチをオンするとともに第2スイッチをオフしても、積分用抵抗の他方の端子の電圧は、入力オフセット電圧の影響により高くなっている一方の端子の電圧に比べて必ず小さくなる。そのため、積分回路は、常に、積分用コンデンサ側から積分用抵抗側に向けて電流が流れる充電状態になってしまい、放電状態に切り替えることができなくなる。このように充電状態が継続されることで、オペアンプの出力電圧は最大値規定電圧を超えても上昇し、やがては積分用コンデンサが飽和してしまい、積分回路が正常に動作できなくなる。   When an input offset voltage that meets the above conditions is generated, the voltage at the other terminal of the integrating resistor is turned on even if the first switch is turned on and the second switch is turned off in order to switch the integrating circuit to the discharge state. Is always smaller than the voltage at one terminal, which is higher due to the influence of the input offset voltage. Therefore, the integrating circuit is always in a charged state in which current flows from the integrating capacitor side to the integrating resistor side, and cannot be switched to the discharging state. By continuing the charging state in this way, the output voltage of the operational amplifier rises even if it exceeds the maximum specified voltage, and eventually the integrating capacitor is saturated, and the integrating circuit cannot operate normally.

本手段では、次のようにして上記異常の発生を回避するようにしている。すなわち、オペアンプの出力電圧が最大値規定電圧よりも高い場合、上記したような理由によって積分回路の状態切り替えがうまく行えていない可能性が高い。そこで、飽和解除手段は、出力電圧が最大値規定電圧よりも高く設定された飽和検出電圧に達すると電荷放電手段を制御して積分用コンデンサの電荷を放電するようになっている。このようにすれば、積分用コンデンサが飽和しそうになった場合、あるいは完全に飽和した場合であっても、積分回路が正常動作するように復帰させることが可能となる。   In this means, the occurrence of the abnormality is avoided as follows. That is, when the output voltage of the operational amplifier is higher than the maximum value specified voltage, there is a high possibility that the switching of the state of the integration circuit cannot be performed successfully due to the reasons described above. Therefore, when the output voltage reaches the saturation detection voltage set higher than the maximum value specified voltage, the saturation release means controls the charge discharge means to discharge the charge of the integrating capacitor. In this way, even when the integrating capacitor is about to be saturated or completely saturated, it is possible to return the integrating circuit to normal operation.

請求項2に記載の手段によれば、比較手段は、第1コンパレータ、第2コンパレータおよび比較状態切替手段を備えている。第1コンパレータは、オペアンプの出力電圧および最大値規定電圧を比較する。第2コンパレータは、オペアンプの出力電圧および最小値規定電圧を比較する通常状態と、オペアンプの出力電圧および飽和検出電圧を比較する飽和検出状態とを切替可能に構成されている。   According to the means described in claim 2, the comparison means includes a first comparator, a second comparator, and a comparison state switching means. The first comparator compares the output voltage of the operational amplifier and the maximum value defining voltage. The second comparator is configured to be switchable between a normal state in which the output voltage of the operational amplifier and the minimum value specified voltage are compared and a saturation detection state in which the output voltage of the operational amplifier and the saturation detection voltage are compared.

積分回路が放電状態である期間、積分回路の積分用コンデンサが飽和することはない。そのため、比較状態切替手段は、積分回路が放電状態である期間には第2コンパレータを通常状態に切り替える。一方、積分回路が充電状態である期間、積分回路の積分用コンデンサが飽和する可能性がある。また、同期間には、オペアンプの出力電圧は低下しないため、その出力電圧と最小値規定電圧との比較を行う必要はない。そのため、比較状態切替手段は、積分回路が充電状態である期間に第2コンパレータを飽和検出状態に切り替える。このように、積分回路の状態に応じて、第2のコンパレータにおける比較対象を切り替えることにより、請求項1に記載の手段と同様の作用および効果が得られる。また、本手段によれば、比較手段は、2つのコンパレータを主体に構成されているため、その回路規模を比較的小さく抑えることができる。   During the period when the integration circuit is in a discharged state, the integration capacitor of the integration circuit does not saturate. Therefore, the comparison state switching means switches the second comparator to the normal state during the period in which the integration circuit is in the discharge state. On the other hand, there is a possibility that the integrating capacitor of the integrating circuit is saturated while the integrating circuit is in a charged state. Further, since the output voltage of the operational amplifier does not decrease during the same period, it is not necessary to compare the output voltage with the minimum value specified voltage. For this reason, the comparison state switching means switches the second comparator to the saturation detection state during a period in which the integration circuit is in the charged state. Thus, by switching the comparison target in the second comparator in accordance with the state of the integration circuit, the same operation and effect as the means of the first aspect can be obtained. Further, according to this means, since the comparison means is mainly composed of two comparators, the circuit scale can be kept relatively small.

請求項3に記載の手段によれば、比較手段は、第1コンパレータ、第2コンパレータおよび第3コンパレータを備えている。第1コンパレータは、オペアンプの出力電圧および最大値規定電圧を比較する。第2コンパレータは、オペアンプの出力電圧および最小値規定電圧を比較する。第3コンパレータは、オペアンプの出力電圧および飽和検出電圧を比較する。このような構成によれば、3つのコンパレータを設ける必要がある分だけ回路規模が大きくなるものの、各コンパレータの入力を切り替える必要がない。そのため、制御回路の制御内容を簡素化できるとともに、上記入力の切り替え時における各種の遅延に伴う比較結果の誤差などが生じるおそれがないという効果が得られる。   According to the means described in claim 3, the comparison means comprises a first comparator, a second comparator, and a third comparator. The first comparator compares the output voltage of the operational amplifier and the maximum value defining voltage. The second comparator compares the output voltage of the operational amplifier and the minimum value specified voltage. The third comparator compares the output voltage of the operational amplifier and the saturation detection voltage. According to such a configuration, the circuit scale is increased by the necessity of providing three comparators, but there is no need to switch the input of each comparator. As a result, the control contents of the control circuit can be simplified, and there can be obtained an effect that there is no possibility of errors in comparison results due to various delays at the time of switching the input.

請求項4に記載の手段によれば、電荷放電手段は、積分用コンデンサの各端子のうちオペアンプの出力端子側に接続された端子と接地電位が与えられる接地端子との間に接続された電荷放電スイッチである。飽和解除手段は、その電荷放電スイッチをオンすることにより、積分用コンデンサの電荷を放電する。このような構成によれば、積分用コンデンサの電荷を確実に放電(リセット)することが可能になる。そのため、オペアンプの出力電圧を直ちに低下させて、積分回路が動作不能状態になる異常を一層確実に回避することができる。   According to a fourth aspect of the present invention, the charge discharging means includes a charge connected between a terminal connected to the output terminal side of the operational amplifier among each terminal of the integrating capacitor and a ground terminal to which a ground potential is applied. It is a discharge switch. The saturation release unit discharges the charge of the integrating capacitor by turning on the charge discharge switch. According to such a configuration, the charge of the integrating capacitor can be reliably discharged (reset). For this reason, the output voltage of the operational amplifier is immediately reduced, so that an abnormality in which the integrating circuit becomes inoperable can be avoided more reliably.

請求項5に記載の手段によれば、請求項1〜4のいずれか一つに記載のV−F変換回路と、シャント抵抗とを備えた電流検出装置である。シャント抵抗は、電源電圧を負荷に供給するための一対の電源線の間に負荷とともに直列に接続されている。このような構成により、シャント抵抗の端子間には、負荷に流れる電流(負荷電流)に応じた電圧が生じる。V−F変換回路には、そのシャント抵抗の端子電圧が入力されている。これにより、V−F変換回路は、負荷電流に応じた周波数を持つ出力信号を出力する。本手段によれば、その出力信号の周波数に基づいて負荷に流れる電流を検出するようになっている。   According to the means of Claim 5, it is a current detection apparatus provided with the VF converter circuit as described in any one of Claims 1-4, and shunt resistance. The shunt resistor is connected in series with the load between a pair of power supply lines for supplying a power supply voltage to the load. With such a configuration, a voltage corresponding to the current flowing through the load (load current) is generated between the terminals of the shunt resistor. The terminal voltage of the shunt resistor is input to the VF conversion circuit. Thereby, the VF conversion circuit outputs an output signal having a frequency corresponding to the load current. According to this means, the current flowing through the load is detected based on the frequency of the output signal.

さて、シャント抵抗の端子電圧の値から直接的に負荷に流れる電流を検出する場合、上記端子電圧をA/D変換し、その変換後のデジタル値をマイコンなどに入力する、という構成が採用されることが多い。そのような構成では、比較的小さい電流を検出可能にするためには、A/D変換の分解能を高める必要がある。しかし、A/D変換の分解能を高めるということは、回路規模の増大やコスト高などの問題に繋がる。これに対し、本手段によれば、V−F変換回路の動作により、シャント抵抗の端子電圧が出力信号の周波数という形に変換される。例えばカウンタなどを用いることにより、信号の周波数を検出することは比較的容易である。従って、本手段によれば、回路規模の増大やコスト高となることを抑制しつつ、例えば、待機時の負荷電流など、比較的小さい値の電流(例えばマイクロアンペアオーダの微小電流)を検出可能な装置を実現することができる。   Now, when detecting the current flowing directly to the load from the value of the terminal voltage of the shunt resistor, a configuration is adopted in which the terminal voltage is A / D converted and the converted digital value is input to a microcomputer or the like. Often. In such a configuration, in order to be able to detect a relatively small current, it is necessary to increase the resolution of A / D conversion. However, increasing the resolution of A / D conversion leads to problems such as an increase in circuit scale and cost. On the other hand, according to this means, the terminal voltage of the shunt resistor is converted into the form of the frequency of the output signal by the operation of the VF conversion circuit. For example, it is relatively easy to detect the frequency of a signal by using a counter or the like. Therefore, according to the present means, it is possible to detect a relatively small value of current (for example, a microampere order minute current) such as a standby load current while suppressing an increase in circuit scale and cost. Can be realized.

本発明の第1の実施形態を示すもので、電流検出装置の概略構成図The 1st Embodiment of this invention is shown, The schematic block diagram of a current detection apparatus 制御ロジックの制御内容を示すフローチャートFlow chart showing control contents of control logic 各スイッチの状態およびオペアンプの出力電圧波形を示す図Diagram showing each switch state and operational amplifier output voltage waveform 制御ロジックの具体的な構成例を示す図A diagram showing a specific configuration example of the control logic 従来の問題を説明するための図であり、各部の電圧波形および各スイッチの切替状態を示す図It is a figure for demonstrating the conventional problem, and is a figure which shows the voltage waveform of each part, and the switching state of each switch 本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent diagram showing a second embodiment of the present invention 図4相当図4 equivalent diagram 本発明の第3の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a third embodiment of the present invention 図4相当図4 equivalent diagram

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の電流検出装置の概略的な構成を示している。図1に示す電流検出装置1は、図示しないバッテリからの電源供給を受けて動作する負荷2の消費電流(例えば10mA〜1100mAの範囲の電流)を検出する。負荷2は、例えば携帯用の電子機器などである。電流検出装置1から出力される負荷2の消費電流を示す出力信号Soは、外部の制御装置(図示せず)に与えられている。外部の制御装置は、その出力信号Soを用いてバッテリの残量推定などの処理を実施する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the current detection device of the present embodiment. A current detection device 1 shown in FIG. 1 detects a consumption current (for example, a current in a range of 10 mA to 1100 mA) of a load 2 that operates by receiving power supply from a battery (not shown). The load 2 is, for example, a portable electronic device. An output signal So indicating the current consumption of the load 2 output from the current detection device 1 is given to an external control device (not shown). The external control device performs processing such as estimation of the remaining battery level using the output signal So.

電流検出装置1は、シャント抵抗3およびV−F変換回路4を備えている。シャント抵抗3は、バッテリから負荷2に対して直流電圧VBAT(電源電圧に相当)を供給するための一対の電源線5、6間に、負荷2とともに直列に接続されている。シャント抵抗3の抵抗値は非常に低い値(例えば51mΩ)となっている。直流電圧VBATは、例えば+4V〜+5V程度の電圧値となる。シャント抵抗3の各端子は、それぞれV−F変換回路4の2つの入力端子P1、P2に接続されている。シャント抵抗3の端子間には、負荷2の消費電流に比例する電圧が生じる。すなわち、負荷2の消費電流の大きさに応じた入力電圧ViがV−F変換回路4の入力端子P1、P2間に印加される。V−F変換回路4は、その入力電圧Viの大きさ(レベル)に応じた周波数を持つ出力信号Soを出力する。   The current detection device 1 includes a shunt resistor 3 and a VF conversion circuit 4. The shunt resistor 3 is connected in series with the load 2 between a pair of power supply lines 5 and 6 for supplying a DC voltage VBAT (corresponding to a power supply voltage) from the battery to the load 2. The shunt resistor 3 has a very low resistance value (for example, 51 mΩ). The DC voltage VBAT has a voltage value of about + 4V to + 5V, for example. Each terminal of the shunt resistor 3 is connected to two input terminals P1 and P2 of the VF conversion circuit 4, respectively. A voltage proportional to the consumption current of the load 2 is generated between the terminals of the shunt resistor 3. That is, the input voltage Vi corresponding to the magnitude of the current consumption of the load 2 is applied between the input terminals P1 and P2 of the VF conversion circuit 4. The VF conversion circuit 4 outputs an output signal So having a frequency corresponding to the magnitude (level) of the input voltage Vi.

V−F変換回路4は、積分回路7および積分回路7の動作を制御する制御回路8を備えている。積分回路7は、入力電圧Viの大きさに対応した周波数を持つ三角波状の電圧Voを出力する。積分回路7は、入力切替部9および積分アンプ10を備えている。入力切替部9は、入力用抵抗R1、R2、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2を備えている。入力用抵抗R1、R2は、入力端子P1、P2間に互いに直列に接続されている。入力用抵抗R1、R2の抵抗値は、シャント抵抗3の抵抗値に比べて非常に高い値であり且つ互いに同一の値(例えば200kΩ)となっている。   The VF conversion circuit 4 includes an integration circuit 7 and a control circuit 8 that controls the operation of the integration circuit 7. The integrating circuit 7 outputs a triangular wave voltage Vo having a frequency corresponding to the magnitude of the input voltage Vi. The integrating circuit 7 includes an input switching unit 9 and an integrating amplifier 10. The input switching unit 9 includes input resistors R1 and R2, a first switch SW1, and a second switch SW2. The input resistors R1 and R2 are connected in series between the input terminals P1 and P2. The resistance values of the input resistors R1 and R2 are extremely higher than the resistance value of the shunt resistor 3, and are the same value (for example, 200 kΩ).

入力用抵抗R1、R2の相互接続点Nmの電圧Vmは、積分アンプ10に与えられる。電圧Vmは、入力電圧Viを入力用抵抗R1、R2により分圧したものであり、中間電位に相当する。本実施形態では、電圧Vmは、入力電圧Viの高電位側電位をVihとし、低電位側電位をVilとすると、下記(1)式により表される。
Vm=Vih−(Vih−Vil)/2 …(1)
このように、電圧Vmは、入力電圧Viの高電位側電位Vihより低くなり、且つ、入力電圧Viの低電位側電位Vilより高くなる。
The voltage Vm at the interconnection point Nm between the input resistors R1 and R2 is applied to the integrating amplifier 10. The voltage Vm is obtained by dividing the input voltage Vi by the input resistors R1 and R2, and corresponds to an intermediate potential. In the present embodiment, the voltage Vm is expressed by the following equation (1), where Vih is the high potential side potential of the input voltage Vi and Vil is the low potential side potential.
Vm = Vih− (Vih−Vil) / 2 (1)
Thus, the voltage Vm is lower than the high potential side potential Vih of the input voltage Vi and is higher than the low potential side potential Vil of the input voltage Vi.

第1スイッチSW1の一方の端子は、入力電圧Viの高電位側電位Vihが与えられる入力端子P1に接続されている。第2スイッチSW2の一方の端子は、入力電圧Viの低電位側電位Vilが与えられる入力端子P2に接続されている。第1スイッチSW1の他方の端子および第2スイッチSW2の他方の端子は、共通接続されている。それら共通接続された他方の端子の電圧Vnは、積分アンプ10に与えられる。第1スイッチSW1および第2スイッチSW2のオン/オフは、制御回路8から与えられる切替信号Ss1、Ss2により切り替えられる。具体的には、切替信号(Ss1、Ss2)がHレベル(制御回路8の電源電圧レベルであり、例えば+5V)である場合、対応するスイッチ(SW1、SW2)がオンされる。また、切替信号(Ss1、Ss2)がLレベル(接地電位であり、例えば0V)である場合、対応するスイッチ(SW1、SW2)がオフされる。   One terminal of the first switch SW1 is connected to an input terminal P1 to which a high potential side potential Vih of the input voltage Vi is applied. One terminal of the second switch SW2 is connected to an input terminal P2 to which a low potential side potential Vil of the input voltage Vi is applied. The other terminal of the first switch SW1 and the other terminal of the second switch SW2 are commonly connected. The voltage Vn at the other commonly connected terminal is supplied to the integrating amplifier 10. On / off of the first switch SW1 and the second switch SW2 is switched by switching signals Ss1 and Ss2 given from the control circuit 8. Specifically, when the switching signals (Ss1, Ss2) are at the H level (the power supply voltage level of the control circuit 8, for example, +5 V), the corresponding switches (SW1, SW2) are turned on. When the switching signals (Ss1, Ss2) are at the L level (ground potential, for example, 0 V), the corresponding switches (SW1, SW2) are turned off.

積分アンプ10は、オペアンプOP1、積分用抵抗R3、積分用コンデンサC1および第3スイッチSW3を備えている。オペアンプOP1は、一対の電源線11、6から直流電圧VDDの供給を受けて動作する。直流電圧VDDは、図示しない電源回路により生成されるものであり、例えば+5Vとなっている。オペアンプOP1の非反転入力端子には、入力切替部9から出力される電圧Vmが与えられる。オペアンプOP1の反転入力端子には、積分用抵抗R3を通じて、入力切替部9から出力される電圧Vnが与えられる。オペアンプOP1の出力端子および反転入力端子の間には、積分用コンデンサC1が接続されている。オペアンプOP1の出力端子および電源線6(接地端子に相当)の間には、第3スイッチSW3が接続されている。第3スイッチSW3(電荷放電手段および電荷放電スイッチに相当)のオン/オフは、制御回路8から与えられる切替信号Ss3により切り替えられる。具体的には、第3スイッチSW3は、切替信号Ss3がHレベルである場合にオンされ、切替信号Ss3がLレベルである場合にオフされる。   The integrating amplifier 10 includes an operational amplifier OP1, an integrating resistor R3, an integrating capacitor C1, and a third switch SW3. The operational amplifier OP1 operates by receiving the supply of the DC voltage VDD from the pair of power supply lines 11 and 6. The DC voltage VDD is generated by a power supply circuit (not shown) and is, for example, + 5V. The voltage Vm output from the input switching unit 9 is applied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. The voltage Vn output from the input switching unit 9 is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 through the integrating resistor R3. An integrating capacitor C1 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. A third switch SW3 is connected between the output terminal of the operational amplifier OP1 and the power supply line 6 (corresponding to a ground terminal). The third switch SW3 (corresponding to the charge discharging means and the charge discharging switch) is turned on / off by a switching signal Ss3 given from the control circuit 8. Specifically, the third switch SW3 is turned on when the switching signal Ss3 is at the H level, and is turned off when the switching signal Ss3 is at the L level.

上記した切替信号Ss1、Ss2は、一方がHレベルのときには他方がLレベルになるようになっている。従って、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2は、一方がオンされるときには他方がオフされる。積分アンプ10は、第1スイッチSW1がオフされるとともに第2スイッチSW2がオンされることにより充電状態となる。積分アンプ10が充電状態に設定されると、積分用抵抗R3の入力切替部9側の端子の電圧Vnは、入力電圧Viの低電位側電位Vilに等しくなる。また、積分用抵抗R3のオペアンプOP1側の端子の電圧(=オペアンプOP1の反転入力端子の電圧)は、オペアンプOP1が正常に動作していれば、イマジナリショートにより電圧Vmに等しくなる。   When one of the switching signals Ss1 and Ss2 is at H level, the other is at L level. Accordingly, when one of the first switch SW1 and the second switch SW2 is turned on, the other is turned off. The integrating amplifier 10 is charged when the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on. When the integrating amplifier 10 is set to the charged state, the voltage Vn at the terminal on the input switching unit 9 side of the integrating resistor R3 becomes equal to the low potential side potential Vil of the input voltage Vi. Further, the voltage at the terminal on the operational amplifier OP1 side of the integrating resistor R3 (= the voltage at the inverting input terminal of the operational amplifier OP1) becomes equal to the voltage Vm due to an imaginary short if the operational amplifier OP1 is operating normally.

従って、積分アンプ10が充電状態に設定されると、積分用コンデンサC1側から積分用抵抗R3側に向けて電流(充電電流)が流れる。それにより、積分用コンデンサC1のオペアンプOP1の出力端子側に接続された端子の電圧、つまりオペアンプOP1の出力電圧Voが一定の変化率でもって上昇する。なお、上記充電電流の大きさは、積分用抵抗R3の端子間電圧(=電圧Vmおよび低電位側電位Vilの差電圧)および積分用抵抗R3の抵抗値に応じて定まる。従って、充電電流および出力電圧Voの変化率と、入力電圧Viとは比例関係にあると言える。   Therefore, when the integrating amplifier 10 is set to the charged state, a current (charging current) flows from the integrating capacitor C1 side toward the integrating resistor R3 side. As a result, the voltage at the terminal connected to the output terminal side of the operational amplifier OP1 of the integrating capacitor C1, that is, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 rises at a constant rate of change. The magnitude of the charging current is determined according to the voltage between the terminals of the integrating resistor R3 (= the difference voltage between the voltage Vm and the low potential side potential Vil) and the resistance value of the integrating resistor R3. Therefore, it can be said that the rate of change of the charging current and output voltage Vo and the input voltage Vi are in a proportional relationship.

積分アンプ10は、第1スイッチSW1がオンされるとともに第2スイッチSW2がオフされることにより放電状態となる。積分アンプ10が放電状態に設定されると、積分用抵抗R3の入力切替部9側の端子の電圧Vnは、入力電圧Viの高電位側電位Vihに等しくなる。なお、積分用抵抗R3のオペアンプOP1側の端子の電圧は、充電状態のときと同様に電圧Vmに等しくなる。従って、積分アンプ10が放電状態に設定されると、積分用抵抗R3側から積分用コンデンサC1側に向けて電流(放電電流)が流れる。それにより、オペアンプOP1の出力電圧Voが一定の変化率でもって低下する。なお、上記放電電流の大きさは、積分用抵抗R3の端子間電圧(=高電位側電位Vihおよび電圧Vmの差電圧)および積分用抵抗R3の抵抗値に応じて定まる。従って、放電電流および出力電圧Voの変化率と、入力電圧Viとは比例関係にあると言える。積分回路7において、このような充電状態および放電状態が交互に繰り返されることにより、オペアンプOP1の出力端子から、入力電圧Viの大きさに応じた周波数を持つ三角波状の出力電圧Voが出力される。   The integrating amplifier 10 enters a discharge state when the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off. When the integrating amplifier 10 is set to the discharging state, the voltage Vn at the terminal on the input switching unit 9 side of the integrating resistor R3 becomes equal to the high potential side potential Vih of the input voltage Vi. Note that the voltage at the terminal on the operational amplifier OP1 side of the integrating resistor R3 is equal to the voltage Vm as in the charged state. Therefore, when the integrating amplifier 10 is set to the discharging state, a current (discharge current) flows from the integrating resistor R3 side toward the integrating capacitor C1 side. As a result, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 decreases with a constant rate of change. The magnitude of the discharge current is determined according to the voltage between the terminals of the integrating resistor R3 (= the difference voltage between the high potential side potential Vih and the voltage Vm) and the resistance value of the integrating resistor R3. Therefore, it can be said that the rate of change of the discharge current and output voltage Vo is proportional to the input voltage Vi. In the integration circuit 7, the charging state and the discharging state are alternately repeated, so that a triangular wave output voltage Vo having a frequency corresponding to the magnitude of the input voltage Vi is output from the output terminal of the operational amplifier OP 1. .

制御回路8は、比較回路12および制御ロジック13を備えている。比較回路12(比較手段に相当)は、分圧用抵抗R4〜R7、第1コンパレータCP1、第2コンパレータCP2および第4スイッチSW4を備えている。分圧用抵抗R4〜R7は、電源線11、6間に互いに直列に接続されている。分圧用抵抗R6、R7の相互接続点N1には、直流電圧VDDを分圧用抵抗R4〜R6の直列合成抵抗と分圧用抵抗R7とにより分圧した電圧Vth1が生じる。その相互接続点N1は、第4スイッチSW4の第1切替端子aに接続されている。分圧用抵抗R5、R6の相互接続点N2には、直流電圧VDDを分圧用抵抗R4、R5の直列合成抵抗と分圧用抵抗R6、R7の直列合成抵抗とにより分圧した電圧Vth2が生じる。その相互接続点N2は、第1コンパレータCP1の非反転入力端子に接続されている。   The control circuit 8 includes a comparison circuit 12 and a control logic 13. The comparison circuit 12 (corresponding to comparison means) includes voltage dividing resistors R4 to R7, a first comparator CP1, a second comparator CP2, and a fourth switch SW4. The voltage dividing resistors R 4 to R 7 are connected in series between the power supply lines 11 and 6. A voltage Vth1 obtained by dividing the DC voltage VDD by the series combined resistance of the voltage dividing resistors R4 to R6 and the voltage dividing resistor R7 is generated at the interconnection point N1 of the voltage dividing resistors R6 and R7. The interconnection point N1 is connected to the first switching terminal a of the fourth switch SW4. A voltage Vth2 obtained by dividing the DC voltage VDD by the series combined resistance of the voltage dividing resistors R4 and R5 and the series combined resistance of the voltage dividing resistors R6 and R7 is generated at the interconnection point N2 of the voltage dividing resistors R5 and R6. The interconnection point N2 is connected to the non-inverting input terminal of the first comparator CP1.

分圧用抵抗R4、R5の相互接続点N3には、直流電圧VDDを分圧用抵抗R4と分圧用抵抗R5〜R7の直列合成抵抗とにより分圧した電圧Vth3が生じる。その相互接続点N3は、第4スイッチSW4の第2切替端子bに接続されている。第4スイッチSW4の共通端子cは、第2コンパレータCP2の反転入力端子に接続されている。第1コンパレータCP1の反転入力端子および第2コンパレータCP2の非反転入力端子は、共通接続されている。それら共通接続された端子には、積分回路7のオペアンプOP1から出力される出力電圧Voが与えられる。第1コンパレータCP1および第2コンパレータCP2は、電源線11、6から直流電圧VDDの供給を受けて動作する。   A voltage Vth3 obtained by dividing the DC voltage VDD by the voltage dividing resistor R4 and the series combined resistance of the voltage dividing resistors R5 to R7 is generated at the interconnection point N3 of the voltage dividing resistors R4 and R5. The interconnection point N3 is connected to the second switching terminal b of the fourth switch SW4. The common terminal c of the fourth switch SW4 is connected to the inverting input terminal of the second comparator CP2. The inverting input terminal of the first comparator CP1 and the non-inverting input terminal of the second comparator CP2 are commonly connected. An output voltage Vo output from the operational amplifier OP1 of the integrating circuit 7 is applied to these commonly connected terminals. The first comparator CP1 and the second comparator CP2 operate by receiving the DC voltage VDD from the power supply lines 11 and 6.

電圧Vth1は、積分回路7から出力される三角波状の電圧Voにおける最小値(三角波の下側のピーク値)を規定する最小値規定電圧に相当する。電圧Vth2は、積分回路7から出力される三角波状の電圧Voにおける最大値(三角波の上側のピーク値)を規定する最大値規定電圧に相当する。電圧Vth3は、後述する積分用コンデンサC1が飽和する異常を検出するための飽和検出電圧に相当する。各電圧Vth1〜Vth3の電圧値の関係が下記(2)式に示す関係を満たすように、分圧用抵抗R4〜R7の抵抗値(分圧比)が設定されている。
Vth1<Vth2<Vth3<VDD …(2)
The voltage Vth1 corresponds to a minimum value defining voltage that defines the minimum value (the peak value on the lower side of the triangular wave) of the triangular wave voltage Vo output from the integrating circuit 7. The voltage Vth2 corresponds to a maximum value defining voltage that defines the maximum value (peak value on the upper side of the triangular wave) of the triangular wave voltage Vo output from the integrating circuit 7. The voltage Vth3 corresponds to a saturation detection voltage for detecting an abnormality in which an integration capacitor C1 described later is saturated. The resistance values (voltage division ratios) of the voltage dividing resistors R4 to R7 are set so that the relationship between the voltage values of the voltages Vth1 to Vth3 satisfies the relationship represented by the following equation (2).
Vth1 <Vth2 <Vth3 <VDD (2)

上記構成により、第1コンパレータCP1は、積分回路7から出力される出力電圧Voおよび電圧Vth2を比較し、その比較結果を示す比較信号Sc1を制御ロジック13に出力する。一方、第2コンパレータCP2は、第4スイッチSW4が第1切替端子a側に切り替えられた状態において、出力電圧Voおよび電圧Vth1を比較する通常状態となる。また、第2コンパレータCP2は、第4スイッチSW4が第2切替端子b側に切り替えられた状態において、出力電圧Voおよび電圧Vth3を比較する飽和検出状態となる。   With the above configuration, the first comparator CP1 compares the output voltage Vo and the voltage Vth2 output from the integrating circuit 7, and outputs a comparison signal Sc1 indicating the comparison result to the control logic 13. On the other hand, the second comparator CP2 enters a normal state in which the output voltage Vo and the voltage Vth1 are compared in a state where the fourth switch SW4 is switched to the first switching terminal a side. The second comparator CP2 is in a saturation detection state in which the output voltage Vo and the voltage Vth3 are compared in a state where the fourth switch SW4 is switched to the second switching terminal b side.

第4スイッチSW4の切り替えは、制御ロジック13から出力される切替信号Ss4により制御される。具体的には、第4スイッチSW4は、切替信号Ss4がLレベルである場合に第1切替端子a側に切り替えられ、切替信号Ss4がHレベルである場合に第2切替端子b側に切り替えられる。このように、第2コンパレータCP2は、出力電圧Voおよび電圧Vth1の比較、または、出力電圧Voおよび電圧Vth3の比較を行い、その比較結果を示す比較信号Sc2を制御ロジック13に出力する。   Switching of the fourth switch SW4 is controlled by a switching signal Ss4 output from the control logic 13. Specifically, the fourth switch SW4 is switched to the first switching terminal a side when the switching signal Ss4 is at the L level, and is switched to the second switching terminal b side when the switching signal Ss4 is at the H level. . As described above, the second comparator CP2 compares the output voltage Vo and the voltage Vth1, or compares the output voltage Vo and the voltage Vth3, and outputs the comparison signal Sc2 indicating the comparison result to the control logic 13.

制御ロジック13は、第1コンパレータCP1、第2コンパレータCP2の比較結果を表す比較信号Sc1、Sc2に基づいて、スイッチSW1〜SW4の制御を行うとともに、負荷2の消費電流に応じた周波数を持つパルス状の出力信号Soを出力する。すなわち、本実施形態において、制御ロジック13は、スイッチ切替手段、飽和解除手段、信号出力手段および比較状態切替手段として機能する。   The control logic 13 controls the switches SW1 to SW4 based on the comparison signals Sc1 and Sc2 representing the comparison results of the first comparator CP1 and the second comparator CP2, and has a pulse having a frequency corresponding to the consumption current of the load 2. The output signal So is output. That is, in the present embodiment, the control logic 13 functions as a switch switching unit, a saturation release unit, a signal output unit, and a comparison state switching unit.

図2は、制御ロジック13による制御の内容を示すフローチャートである。また、図3は、スイッチSW1〜SW4の切替状態およびオペアンプOP1の出力電圧Voの波形を示している。なお、ここでは、切替信号Ss1〜Ss4および比較信号Sc1、Sc2がHレベルである状態を「1」で示し、Lレベルである状態を「0」で示す。制御ロジック13は、起動した後、最初に切替信号Ss3=1とする(ステップA1)。そして、所定時間が経過するまで待機した後(ステップA2で「YES」)、切替信号Ss3=0とする(ステップA3)。これにより、積分用コンデンサC1の電荷が放電(リセット)される。   FIG. 2 is a flowchart showing the contents of control by the control logic 13. FIG. 3 shows the switching state of the switches SW1 to SW4 and the waveform of the output voltage Vo of the operational amplifier OP1. Here, the state in which the switching signals Ss1 to Ss4 and the comparison signals Sc1, Sc2 are at the H level is indicated by “1”, and the state in which the switching signals Ss1 to Ss2 are at the L level is indicated by “0”. After being activated, the control logic 13 first sets the switching signal Ss3 = 1 (step A1). Then, after waiting for a predetermined time (“YES” in step A2), the switching signal Ss3 = 0 is set (step A3). As a result, the charge of the integrating capacitor C1 is discharged (reset).

続いて、スイッチSW1、SW2、SW4の初期設定が行われる(ステップA4)。具体的には、切替信号Ss1=0とし、切替信号Ss2=1とし、切替信号Ss4=0とする。これにより、積分アンプ10が充電状態に設定されるとともに、第2コンパレータCP2が通常状態に設定される(図3の時刻t0の時点)。なお、ステップA4における切替信号Ss1、Ss2の初期設定に関しては、積分アンプ10を放電状態に設定するように変更してもよい。   Subsequently, initial setting of the switches SW1, SW2, and SW4 is performed (step A4). Specifically, the switching signal Ss1 = 0, the switching signal Ss2 = 1, and the switching signal Ss4 = 0. As a result, the integrating amplifier 10 is set to the charged state, and the second comparator CP2 is set to the normal state (at time t0 in FIG. 3). In addition, regarding the initial setting of the switching signals Ss1 and Ss2 in step A4, the integration amplifier 10 may be changed to be set in a discharging state.

続くステップA5では、切替信号Ss1=1であり且つ切替信号Ss2=0であるか否かが判断される。起動後、最初にステップA5が実行される際、積分アンプ10が充電状態に設定されている。そのため、ステップA5で「NO」となり、ステップA6に進み、比較信号Sc1=0となるまで待機される。つまり、出力電圧Voが電圧Vth2に達するまで待機される。比較信号Sc1=0になると(ステップA6で「YES」)、ステップA7に進む。   In subsequent step A5, it is determined whether or not the switching signal Ss1 = 1 and the switching signal Ss2 = 0. When step A5 is executed for the first time after startup, the integrating amplifier 10 is set to the charged state. Therefore, “NO” is determined in the step A5, the process proceeds to the step A6, and is waited until the comparison signal Sc1 = 0. That is, the process waits until the output voltage Vo reaches the voltage Vth2. When the comparison signal Sc1 = 0 (“YES” in step A6), the process proceeds to step A7.

ステップA7では、切替信号Ss1=1とし、切替信号Ss2=0とし、切替信号Ss4=1とする。これにより、積分アンプ10が放電状態に設定されるとともに、第2コンパレータCP2が飽和検出状態に設定される(図3の時刻t1または時刻t3の時点)。続くステップA8では、比較信号Sc1=1であるか否かが判断される。つまり、出力電圧Voが電圧Vth2未満であるか否かが判断される。積分用コンデンサC1の飽和に起因する異常(後述する)などが生じていない限り、積分アンプ10が放電状態に設定されると出力電圧Voは低下する。そのため、通常は、比較信号Sc1=1であり(ステップA8で「YES」)、ステップS9に進む。   In step A7, the switching signal Ss1 = 1, the switching signal Ss2 = 0, and the switching signal Ss4 = 1. As a result, the integrating amplifier 10 is set to the discharge state, and the second comparator CP2 is set to the saturation detection state (at time t1 or time t3 in FIG. 3). In subsequent step A8, it is determined whether or not the comparison signal Sc1 = 1. That is, it is determined whether or not the output voltage Vo is less than the voltage Vth2. As long as there is no abnormality (described later) due to the saturation of the integrating capacitor C1, the output voltage Vo decreases when the integrating amplifier 10 is set to the discharge state. Therefore, normally, the comparison signal Sc1 = 1 (“YES” in step A8), and the process proceeds to step S9.

ステップA9では、切替信号Ss4=0とし、コンパレータCP2が通常状態に設定される。ステップA9の実行後はステップA5に戻る。この場合、積分アンプ10が放電状態に設定されている。そのため、ステップA5で「YES」となり、ステップA10に進み、比較信号Sc2=0となるまで待機される。つまり、出力電圧Voが電圧Vth1に達するまで待機される。比較信号Sc2=0になると(ステップA10で「YES」)、ステップA11に進む。ステップA11では、切替信号Ss1=0とし、切替信号Ss2=1とする。これにより、積分アンプ10が充電状態に設定される(図3の時刻t2の時点)。ステップA11の実行後はステップA5に戻る。   In step A9, the switching signal Ss4 = 0 is set, and the comparator CP2 is set to the normal state. After execution of step A9, the process returns to step A5. In this case, the integrating amplifier 10 is set to a discharge state. Therefore, “YES” is determined in the step A5, the process proceeds to the step A10, and is waited until the comparison signal Sc2 = 0. That is, the process waits until the output voltage Vo reaches the voltage Vth1. When the comparison signal Sc2 = 0 (“YES” in step A10), the process proceeds to step A11. In step A11, the switching signal Ss1 = 0 and the switching signal Ss2 = 1. As a result, the integrating amplifier 10 is set to the charged state (at time t2 in FIG. 3). After execution of step A11, the process returns to step A5.

上述した制御ロジック13の制御により、オペアンプOP1の出力電圧Voが電圧Vth1に達すると積分アンプ10が充電状態に設定され、オペアンプOP1の出力電圧Voが電圧Vth2に達すると積分アンプ10が放電状態に設定される。このような制御が繰り返し実行される結果、オペアンプOP1の出力電圧Voは、上側のピーク値が電圧Vth2であり且つ下側のピーク値が電圧Vth1である三角波状の電圧となる(図3の時刻t0〜t2の期間を参照)。   When the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 reaches the voltage Vth1 under the control of the control logic 13, the integration amplifier 10 is set to the charged state. When the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 reaches the voltage Vth2, the integral amplifier 10 is discharged. Is set. As a result of repeatedly executing such control, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 becomes a triangular wave voltage whose upper peak value is the voltage Vth2 and whose lower peak value is the voltage Vth1 (time in FIG. 3). (Refer to the period from t0 to t2.)

また、制御ロジック13は、ステップA7において、積分アンプ10を充電状態から放電状態に切り替えるように切替信号Ss1、Ss2の設定が行われた後、出力電圧Voが電圧Vth2を下回らない場合(ステップA8で「NO」)、次のような制御を実行する。すなわち、ステップA8で「NO」の場合、ステップA12に進む。ステップA12では、比較信号Sc2=1であるか否かが判断される。つまり、出力電圧Voが電圧Vth3を超えているか否かが判断される。例えば、各種信号の伝達遅延などが原因で、切替信号Ss1、Ss2を変更した時点から、実際に積分アンプ10の動作状態の切り替えが行われるまで、多少の遅延が生じた場合には出力電圧Voが電圧Vth2を超える期間が一時的に生じる(オーバーシュート)。このように出力電圧Voが一時的に電圧Vth2を超えて上昇した場合、出力電圧Voが電圧Vth3に達することはなく(ステップA12で「NO」)、出力電圧Voは、やがて電圧Vth2を下回る(ステップA8で「YES」)。このように、積分用コンデンサC1の飽和に起因する異常ではない場合には通常の制御に戻る。   In step A7, the control logic 13 sets the switching signals Ss1 and Ss2 so as to switch the integrating amplifier 10 from the charged state to the discharged state, and then the output voltage Vo does not fall below the voltage Vth2 (step A8). "NO"), the following control is executed. That is, if “NO” in the step A8, the process proceeds to a step A12. In step A12, it is determined whether or not the comparison signal Sc2 = 1. That is, it is determined whether or not the output voltage Vo exceeds the voltage Vth3. For example, when a slight delay occurs from when the switching signals Ss1 and Ss2 are changed to when the operating state of the integrating amplifier 10 is actually switched due to a transmission delay of various signals, the output voltage Vo Temporarily exceeds the voltage Vth2 (overshoot). When the output voltage Vo temporarily rises above the voltage Vth2 in this way, the output voltage Vo does not reach the voltage Vth3 (“NO” in step A12), and the output voltage Vo eventually falls below the voltage Vth2 ( “YES” in step A8). Thus, when there is no abnormality due to the saturation of the integrating capacitor C1, the normal control is returned.

これに対し、積分用コンデンサC1の飽和に起因する異常の場合、出力電圧Voは電圧Vth2を超えても上昇を続け、やがて電圧Vth3に達する(図3の時刻t4の時点)。すると、比較信号Sc2=1となり(ステップA12で「YES」)、ステップA13に進む。ステップA13では、切替信号Ss3=1とする。これにより、積分用コンデンサC1のオペアンプOP1の出力端子側の端子が接地電位となり、積分用コンデンサC1の電荷が放電される。その状態は、比較信号Sc1=0となる(ステップA14で「YES」)まで継続される。つまり、出力電圧Voが低下して電圧Vth2に達するまでの間、積分用コンデンサC1の放電が行われる(図3の時刻t4〜t5の期間)。続くステップA15では、切替信号Ss3=0とする。つまり、積分用コンデンサC1の放電が停止される。ステップA15の実行後はステップA9に進み、第2コンパレータCP2が通常状態に設定される(図3の時刻t5の時点)。   On the other hand, in the case of an abnormality due to the saturation of the integrating capacitor C1, the output voltage Vo continues to rise even if it exceeds the voltage Vth2, and eventually reaches the voltage Vth3 (time t4 in FIG. 3). Then, the comparison signal Sc2 = 1 (“YES” in step A12), and the process proceeds to step A13. In step A13, the switching signal Ss3 = 1. As a result, the terminal on the output terminal side of the operational amplifier OP1 of the integrating capacitor C1 becomes the ground potential, and the charge of the integrating capacitor C1 is discharged. This state continues until the comparison signal Sc1 = 0 (“YES” in step A14). That is, the integration capacitor C1 is discharged until the output voltage Vo decreases to reach the voltage Vth2 (period from time t4 to time t5 in FIG. 3). In subsequent step A15, the switching signal Ss3 = 0. That is, the discharging of the integrating capacitor C1 is stopped. After execution of step A15, the process proceeds to step A9, where the second comparator CP2 is set to the normal state (at time t5 in FIG. 3).

図4は、上述した制御を行う制御ロジック13の具体的な構成例を示している。図4に示す制御ロジック13は、OR回路21、AND回路22〜24、インバータ回路25、26、R−S型のフリップフロップ27、28およびスイッチ回路29を備えている。OR回路21は、2入力型であり、反転入力端子および非反転入力端子を備えている。AND回路22、23は、2入力型であり、反転入力端子および非反転入力端子を備えている。AND回路24は、2入力型であり、2つの非反転入力端子を備えている。   FIG. 4 shows a specific configuration example of the control logic 13 that performs the above-described control. The control logic 13 shown in FIG. 4 includes an OR circuit 21, AND circuits 22 to 24, inverter circuits 25 and 26, RS flip-flops 27 and 28, and a switch circuit 29. The OR circuit 21 is a two-input type, and includes an inverting input terminal and a non-inverting input terminal. The AND circuits 22 and 23 are of a two-input type and have an inverting input terminal and a non-inverting input terminal. The AND circuit 24 is a two-input type and includes two non-inverting input terminals.

比較信号Sc1は、入力端子30を通じて、OR回路21の反転入力端子、AND回路22の反転入力端子、AND回路23の非反転入力端子、インバータ回路26の入力端子およびフリップフロップ27のリセット端子Rに与えられている。比較信号Sc2は、入力端子31を通じて、スイッチ回路29の共通端子cに与えられている。スイッチ回路29の第1切替端子aは、OR回路21の非反転入力端子に接続されている。スイッチ回路29の第2切替端子bは、AND回路24の一方の非反転入力端子に接続されている。スイッチ回路29は、インバータ回路26から出力される切替信号Ss5により切り替えられる。具体的には、スイッチ回路29は、切替信号Ss5がLレベルのときに第1切替端子a側に切り替えられ、切替信号Ss4がHレベルのときに第2切替端子b側に切り替えられる。   The comparison signal Sc1 is input to the inverting input terminal of the OR circuit 21, the inverting input terminal of the AND circuit 22, the non-inverting input terminal of the AND circuit 23, the input terminal of the inverter circuit 26, and the reset terminal R of the flip-flop 27 through the input terminal 30. Is given. The comparison signal Sc2 is supplied to the common terminal c of the switch circuit 29 through the input terminal 31. The first switching terminal a of the switch circuit 29 is connected to the non-inverting input terminal of the OR circuit 21. The second switching terminal b of the switch circuit 29 is connected to one non-inverting input terminal of the AND circuit 24. The switch circuit 29 is switched by a switching signal Ss5 output from the inverter circuit 26. Specifically, the switch circuit 29 is switched to the first switching terminal a side when the switching signal Ss5 is L level, and is switched to the second switching terminal b side when the switching signal Ss4 is H level.

OR回路21の出力端子は、AND回路22の非反転入力端子およびAND回路23の反転入力端子に接続されている。AND回路22の出力端子は、フリップフロップ28のセット端子Sに接続されているAND回路23の出力端子は、フリップフロップ28のリセット端子Rに接続されている。フリップフロップ28の出力端子Qは、切替信号Ss1の出力端子32および出力信号Soの出力端子33に接続されている。すなわち、切替信号Ss1および入力電圧Viの大きさに応じた周波数を持つパルス状の出力信号Soは同一の信号である。また、フリップフロップ28の出力端子Qは、インバータ回路25の入力端子に接続されている。インバータ回路25の出力端子は、切替信号Ss2の出力端子34に接続されている。これにより、切替信号Ss1、Ss2は、互いにレベルが反転した信号となる。   The output terminal of the OR circuit 21 is connected to the non-inverting input terminal of the AND circuit 22 and the inverting input terminal of the AND circuit 23. The output terminal of the AND circuit 22 is connected to the set terminal S of the flip-flop 28, and the output terminal of the AND circuit 23 is connected to the reset terminal R of the flip-flop 28. The output terminal Q of the flip-flop 28 is connected to the output terminal 32 of the switching signal Ss1 and the output terminal 33 of the output signal So. That is, the pulsed output signal So having a frequency corresponding to the magnitude of the switching signal Ss1 and the input voltage Vi is the same signal. The output terminal Q of the flip-flop 28 is connected to the input terminal of the inverter circuit 25. The output terminal of the inverter circuit 25 is connected to the output terminal 34 of the switching signal Ss2. Thereby, the switching signals Ss1 and Ss2 are signals whose levels are inverted from each other.

AND回路24の出力端子は、フリップフロップ27のセット端子Sに接続されている。フリップフロップ28の出力端子Qは、切替信号Ss3の出力端子35に接続されている。インバータ回路26の出力端子は、AND回路24の他方の非反転入力端子および切替信号Ss4の出力端子36に接続されている。すなわち、切替信号Ss4および切替信号Ss5は同一の信号である。   The output terminal of the AND circuit 24 is connected to the set terminal S of the flip-flop 27. The output terminal Q of the flip-flop 28 is connected to the output terminal 35 of the switching signal Ss3. The output terminal of the inverter circuit 26 is connected to the other non-inverting input terminal of the AND circuit 24 and the output terminal 36 of the switching signal Ss4. That is, the switching signal Ss4 and the switching signal Ss5 are the same signal.

上記構成において、OR回路21は、スイッチ回路29が第2切替端子b側に切り替えられた際、AND回路22、23の入力を不定にしないために設けられている。また、フリップフロップ27は、出力電圧Voが電圧Vth3に達した時点から出力電圧Voが低下して電圧Vth2に達する時点までの間、切替信号Ss3をHレベルに維持するためのラッチ回路として機能する。詳細な動作説明は省略するが、このような構成の論理回路により、図2のフローチャートに示した制御内容を実現することが可能となる。   In the above configuration, the OR circuit 21 is provided so as not to make the inputs of the AND circuits 22 and 23 undefined when the switch circuit 29 is switched to the second switching terminal b side. The flip-flop 27 functions as a latch circuit for maintaining the switching signal Ss3 at the H level from the time when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3 to the time when the output voltage Vo decreases and reaches the voltage Vth2. . Although a detailed description of the operation is omitted, the control contents shown in the flowchart of FIG. 2 can be realized by the logic circuit having such a configuration.

さて、上記構成の電流検出装置1において、図2に示したステップA12〜A15を省略した場合、つまり、従来技術の構成の場合、動作中に積分用コンデンサC1が飽和状態になり、積分回路7が正常に動作しなくなる異常が発生する可能性がある。具体的には、オペアンプOP1の入力オフセット電圧Voftが次のような条件に合致した場合、上記異常が生じるおそれがある。すなわち、入力オフセット電圧Voftが、オペアンプOP1に入力される電圧(電圧Vmおよび電圧Vnの差電圧)よりも大きく、且つ、その極性が非反転入力端子電圧よりも反転入力端子電圧の方が高くなる極性である場合、上記異常が生じる。   In the current detecting device 1 having the above configuration, when steps A12 to A15 shown in FIG. 2 are omitted, that is, in the case of the configuration of the conventional technique, the integrating capacitor C1 is saturated during operation, and the integrating circuit 7 There is a possibility that an abnormality may occur that will not work properly. Specifically, when the input offset voltage Voft of the operational amplifier OP1 meets the following conditions, the above abnormality may occur. That is, the input offset voltage Voft is larger than the voltage input to the operational amplifier OP1 (the difference voltage between the voltage Vm and the voltage Vn), and the polarity of the inverting input terminal voltage is higher than that of the non-inverting input terminal voltage. In the case of polarity, the above abnormality occurs.

図5は、各部の電圧波形および各スイッチの切替状態を示している。なお、図5において、時刻t0〜t5の期間は入力オフセット電圧Voftが上記条件に合致しない場合(例えばVoft=0Vの場合)を示し、時刻t5以降の期間は入力オフセット電圧Voftが上記条件に合致した場合を示している。また、図5の上段における電圧波形では、電圧Vnを実線で示し、電圧Vmを破線で示し、オペアンプOP1の反転入力端子の電圧V+を一点鎖線で示している。なお、電圧Vmおよび電圧V+は、時刻t0〜時刻t5の期間には同一の値となる。   FIG. 5 shows the voltage waveform of each part and the switching state of each switch. In FIG. 5, the period from time t0 to t5 shows the case where the input offset voltage Voft does not meet the above condition (for example, when Voft = 0V), and the input offset voltage Voft meets the above condition during the period after time t5. Shows the case. In the voltage waveform in the upper part of FIG. 5, the voltage Vn is indicated by a solid line, the voltage Vm is indicated by a broken line, and the voltage V + of the inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is indicated by a one-dot chain line. The voltage Vm and the voltage V + have the same value during the period from time t0 to time t5.

入力オフセット電圧Voftがゼロである場合、積分アンプ10を放電状態に切り替えるべく、第1スイッチSW1がオンされるとともに第2スイッチSW2がオフされると、積分用抵抗R3の入力切替部9側の端子の電圧Vnが、オペアンプOP1側の端子の電圧V+よりも高くなる。そのため、積分アンプ10は、積分用抵抗R3側から積分用コンデンサC1側に向けて電流が流れる放電状態に切り替えられる(図5の時刻t1、時刻t3)。   When the input offset voltage Voft is zero, when the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off in order to switch the integrating amplifier 10 to the discharging state, the integration resistor R3 on the input switching unit 9 side is turned on. The voltage Vn at the terminal becomes higher than the voltage V + at the terminal on the operational amplifier OP1 side. Therefore, the integrating amplifier 10 is switched to a discharging state in which a current flows from the integrating resistor R3 side to the integrating capacitor C1 side (time t1, time t3 in FIG. 5).

一方、入力オフセット電圧Voftが上記条件に合致する場合、積分アンプ10を放電状態に切り替えるべく、第1スイッチSW1がオンされるとともに第2スイッチSW2がオフされても、積分用抵抗R3の入力切替部9側の端子の電圧Vnは、入力オフセット電圧Voftの影響により高くなっているオペアンプOP1側の端子V+の電圧に比べて必ず小さくなる。そのため、積分アンプ10は、常に、積分用コンデンサC1側から積分用抵抗R3側に向けて電流が流れる充電状態になってしまい、放電状態に切り替えることができなくなる。このようにして充電状態が継続されることで、オペアンプOP1の出力電圧Voは電圧Vth2を超えても上昇し続ける。最終的には、出力電圧VoはオペアンプOP1の出力可能な最大電圧値まで上昇し、その電圧値に固定される。このように、積分アンプ10(=積分用コンデンサC1)が飽和してしまい、積分回路7が正常に動作できなくなる。   On the other hand, when the input offset voltage Voft meets the above condition, the input switch of the integrating resistor R3 is switched even if the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off to switch the integrating amplifier 10 to the discharging state. The voltage Vn at the terminal on the unit 9 side is always smaller than the voltage at the terminal V + on the operational amplifier OP1 side, which is high due to the influence of the input offset voltage Voft. Therefore, the integrating amplifier 10 is always in a charged state in which a current flows from the integrating capacitor C1 side toward the integrating resistor R3 side, and cannot be switched to the discharging state. By continuing the charging state in this way, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 continues to rise even if it exceeds the voltage Vth2. Eventually, the output voltage Vo rises to the maximum voltage value that can be output from the operational amplifier OP1, and is fixed to that voltage value. In this way, the integrating amplifier 10 (= integrating capacitor C1) is saturated, and the integrating circuit 7 cannot operate normally.

オペアンプには、入力オフセット電圧Voftを一定間隔で自己調整する機能が備えられることが多い。従って、オペアンプOP1として、上記調整機能を備えたものを用いれば、上記異常の発生を抑制することが可能になるように思える。しかし、調整が行われる以前に、例えば温度変化や電源電圧変動などに起因して入力オフセット電圧Voftが大きくなり、上記条件に合致した場合には積分アンプ10は飽和してしまう。   An operational amplifier is often provided with a function of self-adjusting the input offset voltage Voft at regular intervals. Therefore, it seems that the occurrence of the abnormality can be suppressed by using the operational amplifier OP1 having the adjustment function. However, before the adjustment is performed, the input offset voltage Voft increases due to, for example, a temperature change or a power supply voltage fluctuation, and the integration amplifier 10 is saturated when the above conditions are met.

本実施形態では、次のようにして上記異常の発生を回避するようになっている。すなわち、オペアンプOP1の出力電圧Voが電圧Vth2よりも高い場合、上記したような理由によって積分アンプ10の状態切り替えがうまく実施されていない可能性が高い。そこで、前述したように、制御ロジック13は、出力電圧Voが電圧Vth2よりも高く設定された電圧Vth3に達すると、第3スイッチSW3をオンして積分用コンデンサC1の電荷を放電する。このようにすれば、動作中に入力オフセット電圧Voftが大きくなり、積分用コンデンサC1が飽和しそうになった場合、あるいは完全に飽和した場合、積分用コンデンサC1の電荷がリセットされる。その後は、オペアンプOP1が備えるオフセット電圧調整機能が働くことにより入力オフセット電圧Voftが小さくなり、積分回路7を正常動作するように復帰させることが可能となる。   In the present embodiment, the occurrence of the abnormality is avoided as follows. That is, when the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 is higher than the voltage Vth2, there is a high possibility that the state switching of the integrating amplifier 10 has not been successfully performed for the reason described above. Therefore, as described above, when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3 set higher than the voltage Vth2, the control logic 13 turns on the third switch SW3 to discharge the charge of the integrating capacitor C1. In this way, when the input offset voltage Voft increases during operation and the integrating capacitor C1 is almost saturated or completely saturated, the charge of the integrating capacitor C1 is reset. Thereafter, the offset voltage adjusting function provided in the operational amplifier OP1 is activated, so that the input offset voltage Voft is reduced, and the integrating circuit 7 can be returned to normal operation.

また、比較回路12の第2コンパレータCP2は、出力電圧Voおよび電圧Vth1を比較する通常状態と、出力電圧Voおよび電圧Vth3を比較する飽和検出状態とを切替可能に構成されている。積分アンプ10が放電状態である期間、積分用コンデンサC1が飽和する異常は発生しない。一方、積分アンプ10が充電状態である期間、積分用コンデンサC1が飽和する可能性がある。また、同期間には、出力電圧Voは低下しないため、出力電圧Voおよび電圧Vth1の比較を行う必要がない。そのため、第2コンパレータCP2を、積分アンプ10が放電状態である期間に通常状態に切り替え、充電状態である期間に飽和検出状態に切り替える。このようにすれば、2つのコンパレータCP1、CP2を用いて、出力電圧Voと、電圧Vth1、Vth2、Vth3との比較を行うことが可能となる。従って、比較回路12の回路規模、ひいては装置全体の回路規模を比較的小さく抑えることができるという効果が得られる。   The second comparator CP2 of the comparison circuit 12 is configured to be switchable between a normal state in which the output voltage Vo and the voltage Vth1 are compared and a saturation detection state in which the output voltage Vo and the voltage Vth3 are compared. During the period in which the integrating amplifier 10 is in a discharged state, an abnormality in which the integrating capacitor C1 is saturated does not occur. On the other hand, there is a possibility that the integrating capacitor C1 is saturated while the integrating amplifier 10 is in a charged state. Further, since the output voltage Vo does not decrease during the same period, it is not necessary to compare the output voltage Vo and the voltage Vth1. Therefore, the second comparator CP2 is switched to the normal state during the period when the integrating amplifier 10 is in the discharging state, and is switched to the saturation detection state during the period when the integrating amplifier 10 is in the charging state. This makes it possible to compare the output voltage Vo with the voltages Vth1, Vth2, and Vth3 using the two comparators CP1 and CP2. Therefore, it is possible to obtain an effect that the circuit scale of the comparison circuit 12 and thus the circuit scale of the entire apparatus can be kept relatively small.

第3スイッチSW3は、積分用コンデンサC1のオペアンプOP1の出力端子側の端子と、電流検出装置1における接地電位(0V)が与えられた電源線6との間に接続されている。このような構成によれば、第3スイッチSW3がオンすることにより、積分用コンデンサC1の一方の端子が接地電位となり、その電荷が確実放電される。そのため、オペアンプOP1の出力電圧Voを直ちに低下させて、積分回路7が動作不能状態になる異常の発生を一層確実に回避することができるという効果が得られる。   The third switch SW3 is connected between the terminal on the output terminal side of the operational amplifier OP1 of the integrating capacitor C1 and the power supply line 6 to which the ground potential (0 V) is applied in the current detection device 1. According to such a configuration, when the third switch SW3 is turned on, one terminal of the integrating capacitor C1 becomes the ground potential, and the charge is surely discharged. For this reason, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 is immediately reduced, and the occurrence of an abnormality that makes the integrating circuit 7 inoperable can be avoided more reliably.

電流検出装置1は、電源電圧VBATを負荷2に供給するための電源線5、6間に負荷2とともに直列接続されたシャント抵抗3と、その端子電圧が入力されるとともに入力電圧Viに応じた周波数を持つ出力信号Soを出力するV−F変換回路4とにより構成されている。このような構成によれば、出力信号Soの周波数に基づいて負荷2の消費電流を検出することが可能となる。   The current detection device 1 includes a shunt resistor 3 connected in series with the load 2 between the power supply lines 5 and 6 for supplying the power supply voltage VBAT to the load 2, and a terminal voltage of the shunt resistor 3 input thereto and corresponding to the input voltage Vi. The VF conversion circuit 4 outputs an output signal So having a frequency. According to such a configuration, the current consumption of the load 2 can be detected based on the frequency of the output signal So.

さて、シャント抵抗3の端子電圧の値から直接的に負荷2の消費電流を検出する場合、比較的小さい電流を検出可能にするためには、シャント抵抗3の抵抗値を大きくするか、小さい端子電圧を精度よく検出可能な電圧検出装置を用いる必要がある。しかし、前者の場合、シャント抵抗3における電力消費が大きくなるという問題が生じる。また、後者の場合、回路規模の増大やコスト高などの問題が生じる。これに対し、本実施形態の電流検出装置1によれば、V−F変換回路4の動作により、シャント抵抗3の端子電圧がパルス状の出力信号Soの周波数という形に変換される。そのようなパルス状の出力信号Soの周波数は、例えばカウンタなどを用いることにより、比較的容易に検出することができる。従って、本実施形態によれば、シャント抵抗3における電力消費を小さく抑えつつ、回路規模の増大やコスト高といった問題が生じることなく、例えば負荷2の待機時の消費電流など、比較的小さい値の電流(例えばマイクロアンペアオーダの微小電流)を検出可能な装置を実現することができる。   When the current consumption of the load 2 is detected directly from the value of the terminal voltage of the shunt resistor 3, in order to detect a relatively small current, the resistance value of the shunt resistor 3 is increased or decreased. It is necessary to use a voltage detection device that can accurately detect the voltage. However, in the former case, there arises a problem that power consumption in the shunt resistor 3 is increased. In the latter case, problems such as an increase in circuit scale and high cost occur. On the other hand, according to the current detection device 1 of the present embodiment, the operation of the VF conversion circuit 4 converts the terminal voltage of the shunt resistor 3 into the form of the frequency of the pulsed output signal So. The frequency of such a pulsed output signal So can be detected relatively easily by using, for example, a counter. Therefore, according to the present embodiment, while the power consumption in the shunt resistor 3 is kept small, problems such as an increase in circuit scale and high cost do not occur, and a relatively small value such as a current consumption during standby of the load 2 is obtained. A device capable of detecting a current (for example, a micro current on the order of microamperes) can be realized.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について、上記実施形態と異なる部分を主体に図6および図7を参照しながら説明する。
図6は、本実施形態の電流検出装置の概略構成を示す図であり、第1の実施形態における図1に相当する。図6に示す電流検出装置41において、V−F変換回路42の制御回路43は、図1に示した制御回路8に対し、比較回路12に代えて比較回路44を備えている点と、制御ロジック13に代えて制御ロジック45を備えている点とが異なる。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 mainly focusing on portions different from the above embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the current detection device of the present embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. In the current detection device 41 shown in FIG. 6, the control circuit 43 of the VF conversion circuit 42 includes a comparison circuit 44 instead of the comparison circuit 12 with respect to the control circuit 8 shown in FIG. The difference is that a control logic 45 is provided instead of the logic 13.

比較回路44(比較手段に相当)は、比較回路12に対し、第4スイッチSW4に代えて第3コンパレータCP3を備えている点が異なる。第3コンパレータCP3において、非反転入力端子にはオペアンプOP1の出力電圧Voが与えられており、反転入力端子には相互接続点N3の電圧Vth3が与えられている。このような構成により、第3コンパレータCP3は、出力電圧Voおよび電圧Vth3を比較し、その比較結果を示す比較信号Sc3を制御ロジック45に出力する。   The comparison circuit 44 (corresponding to comparison means) is different from the comparison circuit 12 in that a third comparator CP3 is provided instead of the fourth switch SW4. In the third comparator CP3, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 is given to the non-inverting input terminal, and the voltage Vth3 of the interconnection point N3 is given to the inverting input terminal. With such a configuration, the third comparator CP3 compares the output voltage Vo and the voltage Vth3, and outputs a comparison signal Sc3 indicating the comparison result to the control logic 45.

制御ロジック45は、3つのコンパレータCP1〜CP3の各比較結果を表す比較信号Sc1〜Sc3に基づいて、各スイッチSW1〜SW3の制御を行うとともに、負荷2の消費電流に応じた周波数を持つパルス状の出力信号Soを出力する。すなわち、本実施形態において、制御ロジック45は、スイッチ切替手段、飽和解除手段および信号出力手段として機能する。   The control logic 45 controls the switches SW1 to SW3 based on the comparison signals Sc1 to Sc3 representing the comparison results of the three comparators CP1 to CP3 and has a pulse shape having a frequency corresponding to the current consumption of the load 2. Output signal So. That is, in the present embodiment, the control logic 45 functions as a switch switching unit, a saturation release unit, and a signal output unit.

図7は、本実施形態の制御ロジックの具体的な構成例を示す図であり、第1の実施形態における図4に相当する。図7に示す制御ロジック45は、図4に示した制御ロジック13に対し、OR回路21、AND回路24、インバータ回路26およびスイッチ回路29が省かれている点が異なる。これに応じて、AND回路22の非反転入力端子およびAND回路23の反転入力端子には、入力端子31を通じて比較信号Sc2が与えられている。また、フリップフロップ27のセット端子Sには、入力端子46を通じて比較信号Sc3が与えられている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a specific configuration example of the control logic of the present embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. The control logic 45 shown in FIG. 7 is different from the control logic 13 shown in FIG. 4 in that the OR circuit 21, the AND circuit 24, the inverter circuit 26, and the switch circuit 29 are omitted. In response to this, the comparison signal Sc <b> 2 is supplied to the non-inverting input terminal of the AND circuit 22 and the inverting input terminal of the AND circuit 23 through the input terminal 31. The set signal S of the flip-flop 27 is supplied with the comparison signal Sc3 through the input terminal 46.

上記論理回路の詳細な動作説明は省略するが、このような構成の論理回路の制御ロジック45を用いた本実施形態であっても、第1の実施形態と同様の作用および効果が得られる。さらに、比較回路44は、3つのコンパレータCP1〜CP3を用い、出力電圧Voと、電圧Vth1〜電圧Vth3とを比較する構成とした。このような構成によれば、3つのコンパレータCP1〜CP3を設ける必要がある分だけ回路規模が大きくなるものの、各コンパレータCP1〜CP3の入力を切り替える必要がない。そのため、制御ロジック45の制御内容を簡素化できるとともに、上記入力の切り替え時における各種の遅延に伴う比較結果の誤差などが生じるおそれがないという効果が得られる。   Although detailed description of the operation of the logic circuit is omitted, even in the present embodiment using the control logic 45 of the logic circuit having such a configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained. Further, the comparison circuit 44 uses three comparators CP1 to CP3 and compares the output voltage Vo with the voltages Vth1 to Vth3. According to such a configuration, although the circuit scale is increased by the necessity to provide the three comparators CP1 to CP3, it is not necessary to switch the inputs of the comparators CP1 to CP3. Therefore, it is possible to simplify the control contents of the control logic 45 and to obtain an effect that there is no possibility of errors in comparison results due to various delays at the time of switching the input.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について、上記実施形態と異なる部分を主体に図8および図9を参照しながら説明する。
図8は、本実施形態の電流検出装置の概略構成を示す図であり、第1の実施形態における図1に相当する。図8に示す電流検出装置51において、V−F変換回路52の制御回路53は、図1に示した制御回路8に対し、比較回路12に代えて比較回路54を備えている点と、制御ロジック13に代えて制御ロジック55を備えている点とが異なる。比較回路54(比較手段に相当)は、比較回路12に対し、第4スイッチSW4に代えてラッチ回路56を備えている点が異なる。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9 mainly with respect to portions different from the above embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the current detection device of the present embodiment, and corresponds to FIG. 1 in the first embodiment. In the current detection device 51 shown in FIG. 8, the control circuit 53 of the VF conversion circuit 52 includes a comparison circuit 54 instead of the comparison circuit 12 with respect to the control circuit 8 shown in FIG. The difference is that a control logic 55 is provided instead of the logic 13. The comparison circuit 54 (corresponding to comparison means) is different from the comparison circuit 12 in that a latch circuit 56 is provided instead of the fourth switch SW4.

ラッチ回路56は、第3コンパレータCP3、S−R型のフリップフロップ57およびインバータ回路58を備えている。ラッチ回路56の第3コンパレータCP3において、非反転入力端子にはオペアンプOP1の出力電圧Voが与えられており、反転入力端子には相互接続点N3の電圧Vth3が与えられている。このような構成により、第3コンパレータCP3は、出力電圧Voおよび電圧Vth3を比較し、その比較結果を示す比較信号Sc3をフリップフロップ57のセット端子Sに出力する。インバータ回路58は、比較信号Sc2を入力して反転し、その反転後の信号をフリップフロップ57のリセット端子Rに出力する。フリップフロップ57の出力信号は、第3スイッチSW3のオン/オフを切り替えるための切替信号Ss3となる。   The latch circuit 56 includes a third comparator CP3, an S-R flip-flop 57, and an inverter circuit 58. In the third comparator CP3 of the latch circuit 56, the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 is applied to the non-inverting input terminal, and the voltage Vth3 of the interconnection point N3 is applied to the inverting input terminal. With such a configuration, the third comparator CP3 compares the output voltage Vo and the voltage Vth3, and outputs a comparison signal Sc3 indicating the comparison result to the set terminal S of the flip-flop 57. The inverter circuit 58 receives and inverts the comparison signal Sc2, and outputs the inverted signal to the reset terminal R of the flip-flop 57. The output signal of the flip-flop 57 becomes a switching signal Ss3 for switching on / off of the third switch SW3.

制御ロジック55は、2つのコンパレータCP1、CP2の各比較結果を表す比較信号Sc1、Sc2に基づいて、スイッチSW1、SW2の制御を行うとともに、負荷2の消費電流に応じた周波数を持つパルス状の出力信号Soを出力する。すなわち、本実施形態において、制御ロジック55は、スイッチ切替手段および信号出力手段として機能する。また、ラッチ回路56は、出力電圧Voが電圧Vth3に達すると第3スイッチSW3をオンして積分用コンデンサC1の電荷を放電する飽和解除手段として機能する。   The control logic 55 controls the switches SW1 and SW2 based on the comparison signals Sc1 and Sc2 representing the comparison results of the two comparators CP1 and CP2, and has a pulse shape having a frequency corresponding to the current consumption of the load 2. Output signal So is output. That is, in the present embodiment, the control logic 55 functions as a switch switching unit and a signal output unit. Further, the latch circuit 56 functions as a saturation canceling unit that turns on the third switch SW3 to discharge the charge of the integrating capacitor C1 when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3.

図9は、本実施形態の制御ロジックの具体的な構成例を示す図であり、第1の実施形態における図4に相当する。図9に示す制御ロジック55は、図4に示した制御ロジック13に対し、OR回路21、AND回路24、インバータ回路26、フリップフロップ27およびスイッチ回路29が省かれている点が異なる。これに応じて、AND回路22の非反転入力端子およびAND回路23の反転入力端子には、入力端子31を通じて比較信号Sc2が与えられている。   FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration example of the control logic of the present embodiment, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment. The control logic 55 shown in FIG. 9 differs from the control logic 13 shown in FIG. 4 in that the OR circuit 21, the AND circuit 24, the inverter circuit 26, the flip-flop 27, and the switch circuit 29 are omitted. In response to this, the comparison signal Sc <b> 2 is supplied to the non-inverting input terminal of the AND circuit 22 and the inverting input terminal of the AND circuit 23 through the input terminal 31.

上記論理回路の詳細な動作説明は省略するが、このような構成の論理回路の制御ロジック55を用いた本実施形態であっても、第1の実施形態と同様の作用および効果が得られる。ただし、本実施形態の構成によれば、ラッチ回路56の動作により、出力電圧Voが電圧Vth3に達した時点から出力電圧Voが低下して電圧Vth1に達する時点までの間、切替信号Ss3がHレベルに維持される。つまり、本実施形態の構成では、積分用コンデンサC1が飽和した場合、オペアンプOP1の出力電圧Voが電圧Vth1に低下するまで第3スイッチSW3がオン状態に維持される。   Although detailed description of the operation of the logic circuit is omitted, even in the present embodiment using the control logic 55 of the logic circuit having such a configuration, the same operations and effects as those in the first embodiment can be obtained. However, according to the configuration of the present embodiment, the switching signal Ss3 is H from the time when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3 until the time when the output voltage Vo decreases and reaches the voltage Vth1 by the operation of the latch circuit 56. Maintained at level. That is, in the configuration of the present embodiment, when the integrating capacitor C1 is saturated, the third switch SW3 is maintained in the ON state until the output voltage Vo of the operational amplifier OP1 drops to the voltage Vth1.

さらに、比較回路54は、2つのコンパレータCP1、CP2およびラッチ回路56が備える第3コンパレータCP3を用い、出力電圧Voと、電圧Vth1〜電圧Vth3とを比較する構成とした。このような構成によれば、第2の実施形態と同様の作用および効果も得られる。   Further, the comparison circuit 54 uses the third comparator CP3 included in the two comparators CP1 and CP2 and the latch circuit 56, and compares the output voltage Vo with the voltages Vth1 to Vth3. According to such a configuration, the same operations and effects as those of the second embodiment can be obtained.

(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
制御ロジック13、45、55の具体的な構成としては、それぞれ図4、図7、図9に示したものに限らずともよい。
電荷放電手段としては、積分用コンデンサC1の一方の端子および接地電位が与えられる接地端子の間に接続された第3スイッチSW3に限らずともよく、積分用コンデンサC1の電荷を放電することができるもの全てを採用することが可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The specific configuration of the control logic 13, 45, 55 is not limited to that shown in FIGS. 4, 7, and 9, respectively.
The charge discharging means is not limited to the third switch SW3 connected between one terminal of the integrating capacitor C1 and the ground terminal to which the ground potential is applied, and the charge of the integrating capacitor C1 can be discharged. Anything can be adopted.

第1の実施形態および第2の実施形態の構成において、出力電圧Voが電圧Vth3に達した時点から出力電圧Voが低下して電圧Vth1に達する時点までの間、切替信号Ss3がHレベルに維持されるように、制御ロジック13、45の構成を変更してもよい。また、第3の実施形態の構成において、出力電圧Voが電圧Vth3に達した時点から出力電圧Voが低下して電圧Vth2に達する時点までの間、切替信号Ss3がHレベルに維持されるように、ラッチ回路56の構成を変更してもよい。すなわち、積分用コンデンサC1が飽和する異常が生じた際、積分回路7が正常動作に復帰可能となるまで積分用コンデンサC1の電荷が放電されればよい。   In the configuration of the first embodiment and the second embodiment, the switching signal Ss3 is maintained at the H level from the time when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3 to the time when the output voltage Vo decreases to reach the voltage Vth1. As described above, the configuration of the control logics 13 and 45 may be changed. In the configuration of the third embodiment, the switching signal Ss3 is maintained at the H level from the time when the output voltage Vo reaches the voltage Vth3 to the time when the output voltage Vo decreases to reach the voltage Vth2. The configuration of the latch circuit 56 may be changed. That is, when an abnormality occurs in which the integrating capacitor C1 is saturated, the charge of the integrating capacitor C1 may be discharged until the integrating circuit 7 can return to normal operation.

V−F変換回路4、42、52は、パルス状の出力信号Soに代えて、オペアンプOP1から出力される三角波状の出力電圧Voを外部の制御装置に与えるようにしてもよい。その場合、外部の制御装置は、出力電圧Voの周波数に基づいて負荷2に流れる電流を検出すればよい。なお、出力電圧Voの周波数を検出する方法としては、例えば、出力電圧Voおよび所定の基準電圧をコンパレータにより比較することでパルス信号に変換し、そのパルス信号の周波数をカウンタなどにより計数する方法が挙げられる。なお、このような構成の場合、V−F変換回路4、42、52は、三角波信号を生成する三角波生成回路であるとも言える。
本発明のV−F変換回路は、負荷に流れる電流を検出する電流検出装置に限らず、電圧を周波数に変換する機能を必要とする種々の装置に適用することができる。
The VF conversion circuits 4, 42, and 52 may supply an external control device with a triangular wave output voltage Vo output from the operational amplifier OP 1 instead of the pulsed output signal So. In that case, the external control device may detect the current flowing through the load 2 based on the frequency of the output voltage Vo. As a method of detecting the frequency of the output voltage Vo, for example, there is a method of converting the output voltage Vo and a predetermined reference voltage into a pulse signal by comparing with a comparator and counting the frequency of the pulse signal with a counter or the like. Can be mentioned. In the case of such a configuration, it can be said that the VF conversion circuits 4, 42, and 52 are triangular wave generation circuits that generate a triangular wave signal.
The VF conversion circuit of the present invention can be applied not only to a current detection device that detects a current flowing through a load but also to various devices that require a function of converting a voltage into a frequency.

図面中、1、41、51は電流検出装置、2は負荷、3はシャント抵抗、4、42、52はV−F変換回路、5、6は電源線、7は積分回路、8、43、53は制御回路、12、44、54は比較回路(比較手段)、13は制御ロジック(スイッチ切替手段、信号出力手段、飽和解除手段、比較状態切替手段)、45は制御ロジック(スイッチ切替手段、信号出力手段、飽和解除手段)、55は制御ロジック(スイッチ切替手段、信号出力手段)、56はラッチ回路(飽和解除手段)、C1は積分用コンデンサ、CP1は第1コンパレータ、CP2は第2コンパレータ、CP3は第3コンパレータ、OP1はオペアンプ、P1、P2は入力端子、R1、R2は入力用抵抗、R3は積分用抵抗、SW1は第1スイッチ、SW2は第2スイッチ、SW3は第3スイッチ(電荷放電手段、電荷放電スイッチ)を示す。   In the drawing, 1, 41 and 51 are current detection devices, 2 is a load, 3 is a shunt resistor, 4, 42 and 52 are VF conversion circuits, 5 and 6 are power supply lines, 7 is an integration circuit, 8, 43, 53 is a control circuit, 12, 44 and 54 are comparison circuits (comparison means), 13 is control logic (switch switching means, signal output means, saturation release means, comparison state switching means), 45 is control logic (switch switching means, 55, control logic (switch switching means, signal output means), 56 a latch circuit (saturation release means), C1 an integrating capacitor, CP1 a first comparator, CP2 a second comparator CP3 is a third comparator, OP1 is an operational amplifier, P1 and P2 are input terminals, R1 and R2 are input resistors, R3 is an integration resistor, SW1 is a first switch, SW2 is a second switch, W3 denotes the third switch (charge discharging means, the charge discharging switch) a.

Claims (5)

積分回路および前記積分回路の動作を制御する制御回路を備え、入力電圧に応じた周波数を持つ出力信号を出力するV−F変換回路であって、
前記積分回路は、
オペアンプと、
一方の端子が前記オペアンプの反転入力端子に接続された積分用抵抗と、
前記オペアンプの反転入力端子および出力端子の間に接続された積分用コンデンサと、
前記積分用コンデンサの電荷を放電可能な電荷放電手段と、
前記入力電圧が印加される2つの入力端子間に互いに直列に接続されるとともに、それらの相互接続点が前記オペアンプの非反転入力端子に接続された2つの入力用抵抗と、
前記2つの入力端子のうち高電位側の入力端子および前記積分用抵抗の他方の端子の間に接続された第1スイッチと、
前記2つの入力端子のうち低電位側の入力端子および前記積分用抵抗の他方の端子の間に接続された第2スイッチと、
を備え、
前記第1スイッチがオフされるとともに前記第2スイッチがオンされる充電状態および前記第1スイッチがオンされるとともに前記第2スイッチがオフされる放電状態が交互に繰り返されることにより前記オペアンプの出力端子から三角波状の電圧が出力され、
前記制御回路は、
前記オペアンプの出力電圧と、前記三角波の最小値を規定する最小値規定電圧、前記三角波の最大値を規定する最大値規定電圧または前記最大値規定電圧より高い飽和検出電圧とを比較する比較手段と、
前記出力電圧が前記最小値規定電圧に達すると前記第1スイッチをオフするとともに前記第2スイッチをオンし、前記出力電圧が前記最大値規定電圧に達すると前記第1スイッチをオンするとともに前記第2スイッチをオフするスイッチ切替手段と、
前記出力電圧に応じた信号を前記出力信号として出力する信号出力手段と、
前記出力電圧が前記飽和検出電圧に達すると前記電荷放電手段を制御して前記積分用コンデンサの電荷を放電する飽和解除手段と、
を備えていることを特徴とするV−F変換回路。
An VF conversion circuit that includes an integration circuit and a control circuit that controls the operation of the integration circuit, and that outputs an output signal having a frequency corresponding to an input voltage;
The integration circuit includes:
An operational amplifier,
An integrating resistor with one terminal connected to the inverting input terminal of the operational amplifier;
An integrating capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier;
Charge discharging means capable of discharging the charge of the integrating capacitor;
Two input resistors connected in series with each other between two input terminals to which the input voltage is applied, and whose interconnection point is connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier;
A first switch connected between an input terminal on the high potential side of the two input terminals and the other terminal of the integrating resistor;
A second switch connected between the input terminal on the low potential side of the two input terminals and the other terminal of the integrating resistor;
With
The charging state in which the first switch is turned off and the second switch is turned on and the discharging state in which the first switch is turned on and the second switch is turned off are alternately repeated, whereby the output of the operational amplifier A triangular wave voltage is output from the terminal,
The control circuit includes:
Comparing means for comparing the output voltage of the operational amplifier with a minimum value specifying voltage that specifies the minimum value of the triangular wave, a maximum value specifying voltage that specifies the maximum value of the triangular wave, or a saturation detection voltage higher than the maximum value specifying voltage. ,
When the output voltage reaches the minimum prescribed voltage, the first switch is turned off and the second switch is turned on. When the output voltage reaches the maximum prescribed voltage, the first switch is turned on and the first switch is turned on. 2 switch switching means for turning off the switch;
Signal output means for outputting a signal corresponding to the output voltage as the output signal;
When the output voltage reaches the saturation detection voltage, saturation release means for controlling the charge discharging means to discharge the charge of the integrating capacitor;
A V-F conversion circuit comprising:
前記比較手段は、
前記オペアンプの出力電圧および前記最大値規定電圧を比較する第1コンパレータと、
前記オペアンプの出力電圧および前記最小値規定電圧を比較する通常状態と、前記オペアンプの出力電圧および前記飽和検出電圧を比較する飽和検出状態とを切替可能に構成された第2コンパレータと、
前記積分回路が放電状態である期間に前記第2コンパレータを前記通常状態に切り替え、前記積分回路が充電状態である期間に前記第2コンパレータを前記飽和検出状態に切り替える比較状態切替手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のV−F変換回路。
The comparison means includes
A first comparator for comparing the output voltage of the operational amplifier and the maximum value defining voltage;
A second comparator configured to be switchable between a normal state in which the output voltage of the operational amplifier and the minimum value defining voltage are compared, and a saturation detection state in which the output voltage of the operational amplifier and the saturation detection voltage are compared;
Comparison state switching means for switching the second comparator to the normal state during a period in which the integration circuit is in a discharged state, and for switching the second comparator to the saturation detection state in a period in which the integration circuit is in a charged state;
The VF conversion circuit according to claim 1, comprising:
前記比較手段は、
前記オペアンプの出力電圧および前記最大値規定電圧を比較する第1コンパレータと、
前記オペアンプの出力電圧および前記最小値規定電圧を比較する第2コンパレータと、
前記オペアンプの出力電圧および前記飽和検出電圧を比較する第3コンパレータと、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のV−F変換回路。
The comparison means includes
A first comparator for comparing the output voltage of the operational amplifier and the maximum value defining voltage;
A second comparator for comparing the output voltage of the operational amplifier and the minimum prescribed voltage;
A third comparator for comparing the output voltage of the operational amplifier and the saturation detection voltage;
The VF conversion circuit according to claim 1, comprising:
前記電荷放電手段は、前記オペアンプの出力端子側に接続された前記積分用コンデンサの端子と接地電位が与えられる接地端子との間に接続された電荷放電スイッチであり、
前記飽和解除手段は、前記電荷放電スイッチをオンすることにより前記積分用コンデンサの電荷を放電することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のV−F変換回路。
The charge discharge means is a charge discharge switch connected between a terminal of the integrating capacitor connected to the output terminal side of the operational amplifier and a ground terminal to which a ground potential is applied;
The VF conversion circuit according to claim 1, wherein the saturation release unit discharges the charge of the integrating capacitor by turning on the charge discharge switch.
請求項1〜4のいずれか一つに記載のV−F変換回路と、電源電圧を負荷に供給するための一対の電源線間に前記負荷とともに直列に接続されたシャント抵抗とを備え、
前記シャント抵抗の端子電圧が前記V−F変換回路に入力され、
前記V−F変換回路の出力信号の周波数に基づいて前記負荷に流れる電流を検出することを特徴とする電流検出装置。
A VF conversion circuit according to any one of claims 1 to 4, and a shunt resistor connected in series with the load between a pair of power supply lines for supplying a power supply voltage to the load,
The terminal voltage of the shunt resistor is input to the VF conversion circuit,
A current detection device that detects a current flowing through the load based on a frequency of an output signal of the VF conversion circuit.
JP2011166872A 2011-07-29 2011-07-29 V-f conversion circuit and current detection device Withdrawn JP2013031082A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166872A JP2013031082A (en) 2011-07-29 2011-07-29 V-f conversion circuit and current detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166872A JP2013031082A (en) 2011-07-29 2011-07-29 V-f conversion circuit and current detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013031082A true JP2013031082A (en) 2013-02-07

Family

ID=47787670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011166872A Withdrawn JP2013031082A (en) 2011-07-29 2011-07-29 V-f conversion circuit and current detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013031082A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014150340A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Toppan Printing Co Ltd CMOS integrator
EP3022737A4 (en) * 2013-07-16 2017-03-22 Hella Corporate Center USA, Inc. Current sense circuit with offset calibration
CN113261005A (en) * 2019-01-09 2021-08-13 Tdk株式会社 Product-sum arithmetic unit, logical operation device, neuromorphic device, and product-sum arithmetic method
JP2022134145A (en) * 2021-03-03 2022-09-15 エイブリック株式会社 Voltage monitoring device
CN115469145A (en) * 2022-09-08 2022-12-13 北京东方计量测试研究所 A weak current detection device
CN116819264A (en) * 2022-03-25 2023-09-29 固赢科技(深圳)有限公司 Voltage arc detection circuit and control method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014150340A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Toppan Printing Co Ltd CMOS integrator
EP3022737A4 (en) * 2013-07-16 2017-03-22 Hella Corporate Center USA, Inc. Current sense circuit with offset calibration
US9696352B2 (en) 2013-07-16 2017-07-04 Hella Corporate Center Usa, Inc. Current sense circuit with offset calibration
CN113261005A (en) * 2019-01-09 2021-08-13 Tdk株式会社 Product-sum arithmetic unit, logical operation device, neuromorphic device, and product-sum arithmetic method
JP2022134145A (en) * 2021-03-03 2022-09-15 エイブリック株式会社 Voltage monitoring device
US12235295B2 (en) 2021-03-03 2025-02-25 Ablic Inc. Voltage monitoring device
EP4053568B1 (en) * 2021-03-03 2025-12-10 ABLIC Inc. Voltage monitoring device
CN116819264A (en) * 2022-03-25 2023-09-29 固赢科技(深圳)有限公司 Voltage arc detection circuit and control method
CN115469145A (en) * 2022-09-08 2022-12-13 北京东方计量测试研究所 A weak current detection device
CN115469145B (en) * 2022-09-08 2024-05-31 北京东方计量测试研究所 A weak current detection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7639052B2 (en) Power-on-reset circuitry
US6788036B1 (en) Method and system for current sharing among a plurality of power modules
JP2013031082A (en) V-f conversion circuit and current detection device
CN107769519B (en) Control circuit and control method of power converter
JP6321533B2 (en) DC / DC converter
US9608521B2 (en) DC/DC converter activation stability control
EP2511791A1 (en) Dual input RTC supply generation with replica power path and autonomous mode of operation from the system supply
US9374007B2 (en) DC/DC converter
JP2009071613A (en) Output circuit
US8723678B2 (en) Device and method for detecting loading of battery
JP2017531986A (en) Integrated circuit with external resistance detection
CN104518646A (en) Controller for adjusting output voltage of power converter and related method thereof
JP2015114238A (en) Peak-hold circuit, and peak-hold method
US8374001B2 (en) Power supply control circuit and method for sensing voltage in the power supply control circuit
CN115482874A (en) Voltage level detector for performing state detection
US10128680B2 (en) Constant current charging device
US20130015822A1 (en) Multi-Purpose Power Management Apparatus, Power Path Control Circuit and Control Method Therefor
JP4896173B2 (en) Test equipment
JP2014225953A (en) Power-supply device
US9787116B2 (en) Charging circuit, control chip and control method thereof
JP2009071534A (en) Voltage comparison circuit, power source management circuit using the same, and electronic apparatus
JP6397720B2 (en) Voltage calibration method for charge / discharge power supply and apparatus for voltage calibration
TWI454063B (en) Clamping circuit and common voltage generating circuit
JP6528611B2 (en) Control circuit and switching power supply
JP4079911B2 (en) Charger

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141007